雜種優(yōu)勢(shì)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(guó)廣泛種植的葉菜類(lèi)蔬菜，因其F1代雜交種具有產(chǎn)量高、品質(zhì)好、抗性強(qiáng)等特點(diǎn)，深受育種家及種子公司的喜愛(ài)。前期很多研究表明植物的雜種優(yōu)勢(shì)與雜交后代顯著的光合優(yōu)勢(shì)密切相關(guān)，但其光合優(yōu)勢(shì)增強(qiáng)的分子機(jī)理尚不清楚。

近期，我校園藝學(xué)院白菜系統(tǒng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shì)的分子機(jī)制提供了新見(jiàn)解。

研究結(jié)果表明，不結(jié)球白菜中BrCCA1可以通過(guò)和BrLhcb1啟動(dòng)子直接結(jié)合來(lái)促進(jìn)BrLhcb1基因的表達(dá)。BrLhcb1基因的高表達(dá)可使得F1代雜交種葉綠體擁有更多的類(lèi)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(dá)受損，雜交種植株葉綠體中的類(lèi)囊體基粒數(shù)量會(huì)減少，雜種優(yōu)勢(shì)也會(huì)隨之減弱。該研究表明雜交種光合優(yōu)勢(shì)的形成與葉綠體類(lèi)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(qiáng)的分子機(jī)制。

該研究由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)白菜系統(tǒng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室獨(dú)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)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。