莲（荷花）作为我国传统名花之一，已有几千年栽培历史。其花器官中表现出广泛的多样性，如花色、花瓣数等方面的变化。重瓣荷花，最早出现在魏晋时期。然而，莲花各种形态特征的遗传变异在很大程度上仍不清楚。
针对这一问题，武汉植物园陈进明研究团队联合武汉市园林科学研究院对栽培花莲12个花器官为主的性状进行了全基因组关联研究（GWAS）。基于约32.9 kb 的中等水平连锁不平衡，该研究成功定位到了性状显著关联的149个候选基因，这些基因参与了包括七个花性状和植株大小的变异，其中有很多为同时影响多个花器官相关性状的多效基因，例如NnKUP2。值得注意的是，该研究发现了一个2.75-kb 存在、丢失变异的基因组片段，该片段变异与雄蕊花瓣状和花瓣数变化显著相关，通过考察另一组具有花瓣数记录的独立重测序数据集进一步证实了该遗传变异确实显著与单瓣、重瓣性状关联。进一步分析表明，该片段携带可与siRNA结合的 MITE 转座子，并且影响了邻近候选基因在少瓣和重瓣组织之间的表达差异。
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”为题发表在国际植物学期刊Frontiers in Plant Science上。中国科学院武汉植物园水生植物生物地理课题组高志妍博士为第一作者，武汉市园林科学研究院杨星宇博士和武汉植物园石涛副研究员为共同通讯作者。相关研究得到中国科学院战略性先导科技专项（XDB31000000）、国家自然科学基金项目（3217024, 31570220, 31870208）、中国科学院青年创新促进会项目（2019335）等的资助。
图 单瓣重瓣（雄蕊瓣化）的全基因组关联分析遗传定位
