雜種優(yōu)勢是自然界中一種普遍的生物學(xué)現(xiàn)象。不結(jié)球白菜是中國廣泛種植的葉菜類蔬菜，因其F1代雜交種具有產(chǎn)量高、品質(zhì)好、抗性強等特點，深受育種家及種子公司的喜愛。前期很多研究表明植物的雜種優(yōu)勢與雜交后代顯著的光合優(yōu)勢密切相關(guān)，但其光合優(yōu)勢增強的分子機理尚不清楚。

近期，我校園藝學(xué)院白菜系統(tǒng)生物學(xué)實驗室在the plant journal期刊上發(fā)表了題為“Enhanced photosynthetic activity in pak choi hybrids is associated with increased grana thylakoids in chloroplasts”的研究論文。該研究為不結(jié)球白菜雜交種光合優(yōu)勢的分子機制提供了新見解。

研究結(jié)果表明，不結(jié)球白菜中BrCCA1可以通過和BrLhcb1啟動子直接結(jié)合來促進BrLhcb1基因的表達。BrLhcb1基因的高表達可使得F1代雜交種葉綠體擁有更多的類囊體基粒，從而顯著提高雜交種的光合速率（Pn）和碳固定能力。

相反，若BrLhcb1基因的表達受損，雜交種植株葉綠體中的類囊體基粒數(shù)量會減少，雜種優(yōu)勢也會隨之減弱。該研究表明雜交種光合優(yōu)勢的形成與葉綠體類囊體基粒數(shù)目有關(guān)，初步揭示了不結(jié)球白菜雜交種光合作用增強的分子機制。

該研究由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)白菜系統(tǒng)生物學(xué)實驗室獨立完成，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)為該論文第一作者和通訊作者單位。劉同坤副教授為該論文第一作者，李英教授為該論文通訊作者。課題組侯喜林教授、肖棟講師和已畢業(yè)博士研究生段偉科、袁敬平、陳忠文也參與了該研究。該研究受到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新基金的資助。