果莢炸裂對(duì)野生豆科植物種子傳播及適應(yīng)性具有重要意義，也是造成豆科作物種子流失、產(chǎn)量減少等不利農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。目前，豆科植物果莢炸裂抗性的形成及其進(jìn)化機(jī)制尚不清楚。

 

　　中國(guó)科學(xué)院植物研究所賀超英研究組利用大豆染色體片段代換系鑒定到兩個(gè)調(diào)控果莢炸裂的位點(diǎn)qPdh1和qPSH1。其中qPdh1起主效作用，Pdh1功能喪失型（LoF）變異是調(diào)控栽培大豆果莢炸裂抗性的主要遺傳基礎(chǔ)。進(jìn)一步，分析發(fā)現(xiàn)，Pdh1的LoF等位變異起源于我國(guó)黃淮地區(qū)的野大豆，并在栽培大豆的馴化過(guò)程中被選擇。在栽培大豆中，Pdh1的LoF變異由黃淮地區(qū)向北部和東北部等地區(qū)傳播并擴(kuò)散。這一地理分布及演化模式的形成與降水量變化顯著相關(guān)，而Pdh1功能基因型的表達(dá)量對(duì)環(huán)境的應(yīng)答與裂莢性狀可塑性之間存在顯著相關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn)，Pdh1起源于暖季型豆科植物，其直系同源基因在菜豆、豇豆、綠豆等相關(guān)作物的馴化過(guò)程中被平行選擇。

 

　　該研究對(duì)探討豆科植物果莢炸裂性狀的可塑性和適應(yīng)性的進(jìn)化機(jī)制具有重要的科學(xué)意義，并對(duì)豆科作物裂莢抗性育種具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

 

　　近日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《新植物學(xué)家》（New Phytologist）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金和中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目等的支持。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、杭州師范大學(xué)的科研人員參與研究。