近日，西南大学曲存民、杜海团队联合华中农业大学石磊团队、四川大学王睿团队，在国际学术期刊 Cell Reports 在线发表题为 “Telomere-to-telomere genome assembly of yellow-seeded rapeseed reveals BnaSCC1 regulates seed coat color and oil accumulation” 的研究论文。该研究构建了黄籽甘蓝型油菜GH06的端粒到端粒（telomere-to-telomere，T2T）无缺口参考基因组，并综合运用全基因组关联分析、转录组学、代谢组学和CRISPR-Cas9基因编辑等手段，鉴定出协同调控油菜种皮颜色与种子油脂积累的关键基因 BnaSCC1，并揭示了黄籽形成与含油量提高之间的遗传和代谢联系，为高油、优质黄籽油菜遗传改良提供了重要的基因资源与理论依据。
Ø 黄籽油菜为何备受关注？
甘蓝型油菜是世界上最重要的油料作物之一，也是食用植物油的重要来源。种子含油量直接影响油菜的产油量和经济价值，是油菜遗传改良的核心目标性状。与黑籽油菜相比，黄籽油菜通常具有种皮较薄、纤维含量较低、含油量较高和加工品质较好等优势，因而受到油菜育种研究者的广泛关注。然而，黄籽性状的遗传基础十分复杂，种皮颜色与油脂积累之间是否存在共同的分子调控机制，也一直缺乏系统阐释。甘蓝型油菜是由白菜和甘蓝杂交形成的异源四倍体作物，具有基因组庞大、重复序列丰富、同源区域复杂和结构变异广泛等特点。此前发布的甘蓝型油菜参考基因组主要来自黑籽或非黄籽材料，无法完整呈现与黄籽性状相关的基因组变异、结构变异及优异单倍型。因此，构建黄籽油菜高质量参考基因组，是深入解析其种皮颜色和油脂积累遗传基础的关键。
Ø 构建黄籽甘蓝型油菜T2T无缺口基因组
针对甘蓝型油菜复杂多倍体基因组的组装难题，研究团队整合PacBio HiFi、ONT超长读长测序和Hi-C等技术，构建了黄籽甘蓝型油菜GH06的高质量T2T无缺口参考基因组（GH06_SWU），其基因组总长度为 981.18 Mb，contig N50达到 56.93 Mb，共注释获得 110,096个蛋白编码基因，具有较高的完整性、准确性和连续性。这一基因组资源不仅填补了黄籽甘蓝型油菜高质量参考基因组的空缺，也为解析黄籽油菜特有的遗传变异、结构变异和优异单倍型，以及进一步挖掘种皮颜色和种子含油量相关基因奠定了重要基础。
图1 GH06_SWU基因组与旧版 GH06_PB基因组比较
Ø 鉴定种皮颜色与油脂积累关键基因BnaSCC1
以GH06_SWU基因组为参考，研究团队通过对 504份甘蓝型油菜种质资源进行种皮颜色全基因组关联分析，在A10染色体上鉴定到一个与种皮颜色显著关联的重要候选基因BnaSCC1，该基因功能缺失显著抑制种皮色素沉积导致油菜种皮颜色明显变浅，同时种子含油量平均提高 3.37个百分点，说明BnaSCC1不仅参与调控油菜种皮颜色，还影响种子油脂积累，是连接“种皮颜色”与“种子含油量”两类重要农艺性状的关键遗传因子。
图2 调控种皮颜色新基因BnaSCC1鉴定
Ø 多组学解析“种皮变浅、油脂增加”的内在联系
研究团队进一步对BnaSCC1调控种皮颜色及油脂积累的作用机制进行了系统解析，发现BnaSCC1功能缺失显著影响黄酮类物质和脂质相关代谢过程。一方面，敲除BnaSCC1降低了种子中与种皮色素形成相关的黄酮醇糖苷积累，从而减弱种皮色素沉积；另一方面，BnaSCC1功能缺失增强了种子中的脂质积累。研究表明种皮色素形成与种子油脂积累之间可能存在紧密的代谢联系，当种子对色素合成及相关种皮结构物质的代谢投入减少时，部分碳源和代谢资源可能更多地流向脂肪酸与三酰甘油生物合成，进而形成“种皮颜色变浅、油脂积累增加”的协同效应，本研究从基因组学、遗传学、分子生物学和代谢调控等多个层面，为系统解析黄籽油菜高含油量性状的形成机制提供了新的证据。
图3代谢组学分析揭示BnaSCC1调控黄酮类物质积累
图4 BnaSCC1负调控甘蓝型油菜种子油脂积累
Ø 优异单倍型为高油黄籽油菜育种提供新资源
研究团队通过对BnaSCC1进行单倍型分析，发现优异单倍型BnaSCC1Hap2 与多个优异性状相关联，主要表现为：种皮颜色浅、含油量和油酸含量高、芥酸含量低，说明该优异单倍型可同步改良甘蓝型油菜多个品质性状，具有重要的育种应用价值。未来可围绕BnaSCC1及其优异单倍型开发功能标记，将其应用于分子标记辅助选择、种质资源精准鉴定和分子设计育种，加快高油、优质黄籽油菜新品种的培育进程。
图5 BnaSCC1基因内优异单倍型鉴定
西南大学博士后刘海疆、硕士研究生叶凯杰和华中农业大学硕士研究生谢毅文（已毕业，现就职于河南农业大学）为论文共同第一作者。西南大学曲存民教授、杜海教授、华中农业大学石磊教授四川大学王瑞睿授为论文共同通讯作者。本研究由曲存民教授、杜海团队，华中农业大学石磊团队和四川大学王睿团队联合开展，河南农业大学、Biozeron Shenzhen, Inc.等单位参与完成。该研究得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、国家现代农业产业体系等项目资助。
论文信息如下：
Liu H., Ye K., Han B., Xie Y., et al. Telomere-to-telomere genome assembly of yellow-seeded rapeseed reveals BnaSCC1 regulates seed coat color and oil accumulation. Cell Reports, 2026, 117765.
DOI：10.1016/j.celrep.2026.117765
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117765
初审：李云峰
复审：郑莉佳
终审：刘秋艳