近日，我院叶志彪教授领衔的番茄团队鉴定了调控番茄茎秆发育的关键基因SD1，并从遗传和进化角度解析番茄茎秆发育的遗传基础及调控机制，为高产番茄育种奠定基础。
茎是影响植物发育的关键因素，它连接并支撑植物体的各个器官，运输水分和养分供应作物生长发育及产量品质形成。番茄茎秆的粗度不仅有利于增产，还有利提高机械抗性，适应免搭架的轻简栽培。目前对番茄等重要园艺作物茎秆发育调控的研究十分有限。我校番茄研究团队发现番茄茎粗与果实大小这一关键产量性状存在显著相关性。进一步通过全基因组关联分析（GWAS）结合和基因功能分析等手段，定位到了调控茎粗的主效位点SDR9 (stem diameter regulator on CHROMOSOME 9)，编码一个激酶互作蛋白SD1（kinase interacting family protein）。研究分析发现SD1主要在番茄茎秆的形成层部位表达，通过调控次生韧皮部细胞的大小和数量来正向调控番茄茎秆发育。
SD1启动子中一个11-bp 插入缺失（indel_11）与番茄茎粗完全连锁，该位点的突变通过影响该基因的表达，进而调控番茄茎秆发育。进化分析显示SD1 indel_11在番茄由樱桃番茄（CER）到现代大果番茄（BIG）的改良过程中受到人工选择，证明该基因是导致番茄在遗传改良过程中茎秆变粗的遗传基础。研究团队依据SD1InDel_11多态性开发了共显性分子标记，可用于生产中快速鉴定番茄茎粗性状。SD1基因鉴定及标记开发可用于高产优质番茄的分子育种，同时为培育适宜轻简化栽培新品种提供基因资源。
上述研究结果以“Tomato SD1, encoding a kinase interacting protein, is a major locus controlling stem development”为题发表在国际主流学术期刊Journal of Experimental Botany上。我校园艺林学学院博士后叶杰为论文第一作者，叶志彪教授和张余洋教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家现代农业技术体系等项目资助。
作者：叶 杰
审核：叶志彪
