東北地理所在大豆粒重和成熟期控制基因發(fā)掘方面取得進(jìn)展
大豆（Glycine max (L.) Merr.）是目前世界上種植面積最大的油料作物。大豆富含蛋白質(zhì)和油脂，也是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物和糧油兼用作物，為人類和動(dòng)物提供了優(yōu)質(zhì)的植物蛋白和脂肪。粒重和成熟期長短是大豆重要的產(chǎn)量性狀和適應(yīng)性性狀，但是，這兩個(gè)性狀都是由多個(gè)基因控制的數(shù)量性狀，這對(duì)通過常規(guī)育種方法將多個(gè)優(yōu)異基因型聚合在一起創(chuàng)制高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)適應(yīng)性廣的大豆新品種具有很大挑戰(zhàn)。因此，發(fā)掘更多的大豆粒重和成熟期相關(guān)的基因?qū)νㄟ^生物技術(shù)高效提高產(chǎn)量尤為重要。
近日，東北地理所大豆遺傳與分子改良學(xué)科組張恒友研究員團(tuán)隊(duì)利用收集的世界大豆全基因組基因分型數(shù)據(jù)和粒重、成熟期數(shù)據(jù)，通過對(duì)多環(huán)境獲得的表型數(shù)據(jù)的全基因組關(guān)聯(lián)分析研究，鑒定了一批參與大豆粒重和生育期的數(shù)量性狀位點(diǎn)（QTL）；同時(shí)，利用大豆與擬南芥部分生長發(fā)育的分子機(jī)制相對(duì)保守的特性，結(jié)合擬南芥已報(bào)道粒重和成熟期相關(guān)基因，鑒定了一批大豆粒重和成熟期長短控制相關(guān)候選基因，為這兩個(gè)性狀的分子生物學(xué)研究和大豆生物育種提供了重要基因資源（圖1）。團(tuán)隊(duì)正在通過建立的大豆高效遺傳轉(zhuǎn)化平臺(tái)研究這些基因在調(diào)控大豆粒重、蛋白質(zhì)和油脂以及成熟期方面的分子機(jī)制；同時(shí)評(píng)價(jià)它們?cè)谏镉N方面的應(yīng)用潛力。
研究成果近期發(fā)表在植物學(xué)國際期刊Plants (IF:4.658)上。東北地理所特別研究助理王樂博士為第一作者，東北地理所張恒友研究員、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)張丹教授和美國農(nóng)業(yè)部USDA實(shí)驗(yàn)室Zhenbin Hu博士為共同通訊作者。研究得到黑龍江省自然科學(xué)基金（JQ2022C005），國家自然科學(xué)基金（32272176），東北地理所創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2022CXTD03）等項(xiàng)目聯(lián)合資助。
圖1 GWAS鑒定大豆百粒重控制QTL及候選基因
論文信息：
Le Wang, Fu’an Niu, Jinshe Wang, Hengyou Zhang, Dan Zhang, and Zhenbin Hu. Genome-wide association studies prioritize genes controlling seed size and reproductive period length in soybean. Plants, 2024, 13, 615.
論文鏈接：
https://doi.org/10.3390/plants13050615
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