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蓮（荷花）作為我國傳統名花之一，已有幾千年栽培歷史。其花器官中表現出廣泛的多樣性，如花色、花瓣數等方面的變化。重瓣荷花，最早出現在魏晉時期。然而，蓮花各種形態特征的遺傳變異在很大程度上仍不清楚。
針對這一問題，武漢植物園陳進明研究團隊聯合武漢市園林科學研究院對栽培花蓮12個花器官為主的性狀進行了全基因組關聯研究（GWAS）。基于約32.9 kb 的中等水平連鎖不平衡，該研究成功定位到了性狀顯著關聯的149個候選基因，這些基因參與了包括七個花性狀和植株大小的變異，其中有很多為同時影響多個花器官相關性狀的多效基因，例如NnKUP2。值得注意的是，該研究發現了一個2.75-kb 存在、丟失變異的基因組片段，該片段變異與雄蕊花瓣狀和花瓣數變化顯著相關，通過考察另一組具有花瓣數記錄的獨立重測序數據集進一步證實了該遺傳變異確實顯著與單瓣、重瓣性狀關聯。進一步分析表明，該片段攜帶可與siRNA結合的 MITE 轉座子，并且影響了鄰近候選基因在少瓣和重瓣組織之間的表達差異。
研究成果以“Genome-wide association study of traits in sacred lotus uncovers MITE-associated variants underlying stamen petaloid and petal number variations”為題發表在國際植物學期刊Frontiers in Plant Science上。中國科學院武漢植物園水生植物生物地理課題組高志妍博士為第一作者，武漢市園林科學研究院楊星宇博士和武漢植物園石濤副研究員為共同通訊作者。相關研究得到中國科學院戰略性先導科技專項（XDB31000000）、國家自然科學基金項目（3217024, 31570220, 31870208）、中國科學院青年創新促進會項目（2019335）等的資助。
圖 單瓣重瓣（雄蕊瓣化）的全基因組關聯分析遺傳定位