《The Plant Genome》：Fine mapping and functional analysis of the candidate gene OFP17, regulating both seed and fruit sizes in cotton
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本研究通过精细定位和功能分析，鉴定出棉花中一个同时调控铃重（BW）和籽指（SI）的数量性状位点（QTL）q(BW+SI)-A05，并将其候选基因确定为OFP17（Ovate家族蛋白）。结合RNA-seq、病毒诱导的基因沉默（VIGS）、过表达（OE）及异位表达实验，证实OFP17的表达水平负调控棉花器官大小，为通过分子育种协同提高棉花产量提供了新靶点。
材料与方法
研究利用来自亚洲棉（Gossypium arboreum）的渐渗系NB298（具有小铃性状）与陆地棉（Gossypium hirsutum）TM-1杂交，构建F2、F3和F3:4分离群体。通过开发16个SSR和InDel标记进行基因分型，并采用复合区间作图法进行QTL分析。利用RNA-seq技术分析TM-1和NB298在开花后0、3、5天（dpa）胚珠的转录组差异，并通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）筛选枢纽基因。候选基因的功能通过VIGS技术在棉花中进行敲低验证，并通过在拟南芥（Arabidopsis thaliana）中异位过表达进行功能确认。
结果
1. 表型与QTL定位
NB298在多个环境中均表现出显著低于TM-1的铃重（BW）和籽指（SI），但单株结铃数（BN）更高。通过QTL定位，在ChrA05上鉴定到一个稳定的QTL，命名为q(BW+SI)-A05。利用置换作图法，将该QTL精细定位至InDel-4365和InDel-4373标记之间的468.155 kb区间内。
2. 候选基因筛选与功能验证
对TM-1和NB298不同发育时期胚珠的RNA-seq数据分析获得了2399个差异表达基因（DEGs）。WGCNA分析筛选出与性状显著相关的蓝色模块（在NB298中高表达）和蓝绿色模块（在TM-1中高表达）。结合精细定位区间，筛选出11个候选枢纽基因进行VIGS功能验证。结果表明，在TM-1中沉默GH_A05G1302（即GhOFP17）或在NB298中沉默其同源基因Gar05G13380（GaOFP17），均能导致叶片增大和植株增高。叶片横切面观察发现，Gar05G13380沉默植株的栅栏细胞更长，表明OFP17通过影响细胞大小负调控器官大小。在拟南芥中过表达GaOFP17则导致种子和角果尺寸显著变小，而其他候选基因的过表达未引起显著表型变化。
结论
本研究成功地将一个调控棉花铃重和籽指的多效QTL q(BW+SI)-A05精细定位到一个狭窄区间，并通过多组学分析和功能实验证实OFP17是该QTL的关键候选基因。OFP17作为转录抑制因子，其表达水平与器官大小呈负相关，这为理解棉花种子和果实发育的分子机制提供了新见解，并为棉花高产育种提供了有价值的分子靶标。
