5月2日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物基因編輯技術(shù)中心鑒定了大豆關(guān)鍵基因GmNF-YC4，發(fā)現(xiàn)該基因的表達(dá)能夠延遲大豆開花和成熟，該研究為適應(yīng)長日照條件下的高緯度地區(qū)大豆品種選育提供了理論基礎(chǔ)和基因資源。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物學(xué)報(bào)（Journal of Integrative Plant Biology）》上。

 

　　大豆是重要的糧油兼用作物，也是典型的短日照植物。因其對光周期反應(yīng)敏感，生育期受種植區(qū)域生長季節(jié)日照長度的影響嚴(yán)重，在長日照條件下的高緯度地區(qū)開花和成熟均會推遲，從而影響大豆產(chǎn)量。因此，大豆生育期調(diào)控基因挖掘和解析對高緯度地區(qū)的高產(chǎn)大豆育種具有重要意義。

 

　　研究團(tuán)隊(duì)鑒定了一個(gè)大豆開花抑制因子GmNF-YC4，并利用基因編輯技術(shù)創(chuàng)制了其突變體，該突變體與野生型相比在長日條件下顯著早花早熟。研究表明，GmNF-YC4能夠直接結(jié)合在大豆關(guān)鍵開花促進(jìn)因子的啟動子上，顯著抑制其表達(dá)水平，進(jìn)而延遲開花和成熟過程。研究人員通過比較野生大豆和栽培大豆的基因組發(fā)現(xiàn)，該基因在大豆馴化過程中經(jīng)歷了較強(qiáng)的選擇。與野生大豆相比，栽培品種中GmNF-YC4基因的啟動子表達(dá)活性顯著降低，導(dǎo)致該基因抑制大豆開花和成熟的功能弱化，進(jìn)而表現(xiàn)出更早的開花和成熟。該研究為大豆馴化過程中光周期相關(guān)基因演變使大豆區(qū)域適應(yīng)性提高提供了新的證據(jù)，為適應(yīng)高緯度地區(qū)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大豆遺傳改良提供了基因資源和理論依據(jù)。

 

　　作科所副研究員蔡宇鵬、陳莉，博士生劉小倩為該文共同第一作者，侯文勝研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金、作科所“所級統(tǒng)籌”基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)和中國博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13668