2021年6月上旬， 北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜中心白菜課題組在國際著名期刊New Phytologist（IF=8.5）上發(fā)表了題為Natural variations ofBrHISN2 provide a genetic basis for growth-flavour trade-off in differentBrassica rapasubspecies的研究論文，揭示了白菜葉片遇冷變黃和品質(zhì)形成的協(xié)同調(diào)控新機(jī)制。研究者在大白菜育種過程中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)葉片遇冷變黃的自然突變體LYH，該突變體能夠形成淡黃色葉球和獨(dú)特的風(fēng)味，在品質(zhì)育種中具有潛在應(yīng)用價(jià)值。利用遺傳分離群體進(jìn)行該性狀的QTL精細(xì)定位發(fā)現(xiàn)，組氨酸生物合成途徑中的限速酶基因BrHISN2是葉片遇冷變黃的候選基因。轉(zhuǎn)基因獲得了Brhisn2-CRISPR突變體；正常生長條件下，在子葉—幼苗階段突變體即表現(xiàn)為葉綠體形成缺陷，葉片嚴(yán)重黃化，并最終導(dǎo)致植株死亡。進(jìn)一步研究顯示，LYH類型的BrHISN2啟動(dòng)子中插入了兩個(gè)DRE順式元件，而DRE通過招募冷誘導(dǎo)的CBF2蛋白調(diào)控BrHISN2的表達(dá)；在秋白菜生長后期，隨著氣溫降低，CBF2表達(dá)下降，BrHISN2表達(dá)受到強(qiáng)烈抑制，從而造成葉綠體合成缺陷，并最終導(dǎo)致葉片變黃和生長遲緩，但同時(shí)也產(chǎn)生了獨(dú)特的風(fēng)味。研究者還通過自然群體的全基因組選擇性清除分析發(fā)現(xiàn)，在中國南方廣泛種植的烏菜里，BrHISN2存在著更廣泛的序列變異，而烏菜與突變體LYH在低溫下表現(xiàn)出了同樣的葉綠體合成缺陷和獨(dú)特風(fēng)味等表型特征，推測BrHISN2在烏菜的馴化和風(fēng)味形成中起到了關(guān)鍵作用。