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大豆馴化相關的開花適應性研究取得進展

2020-03-31 遺傳與發育生物學研究所
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  大豆原產中國,栽培大豆約在5000年前從野生大豆馴化而來。大豆栽培在我國乃至世界的農業生產中都占據重要地位。大豆是典型的光周期極為敏感的短日照作物,單個品種或種質資源一般只適宜于緯度跨度較小的區域內種植。在馴化和改良過程中,大豆如何適應不同生態區環境是一個重要的科學問題。

  近日,廣州大學、澳大利亞塔斯馬尼亞大學、中國科學院遺傳與發育生物學研究所、武漢理工大學等多家研究團隊合作,發表了題為Stepwise selection on homeologous PRR genes controlling flowering and maturity during soybean domestication 的研究論文,發現Tof11Tof12調控大豆開花期,對大豆馴化中的生態適應起到關鍵作用。

  該研究首先利用基因組學、生物信息學和經典正向遺傳學相結合的方法,發掘了兩個長日照條件下控制開花期的關鍵位點Tof11Tof12。分子機制解析表明,Tof11Tof12通過調控LHYE1基因控制大豆光周期開花,建立了完整的光周期調控分子網絡(圖)。群體遺傳學發現,Tof11Tof12發生了漸進式的變異和人工選擇。其中,tof12-1的功能缺失突變首先被強烈選擇,使栽培品種的開花期和成熟期普遍提前;tof11-1的功能缺失型突變發生于tof12-1之后,在tof12-1遺傳背景上再次受到選擇,從而進一步縮短了栽培大豆的開花期和生育期,因此提高了栽培大豆的適應性和種植。

  該論文于330日發表在Nature Genetics 雜志(DOI:10.1038/s41588-020-0604-7)。廣州大學副教授蘆思佳,講師董利東、程群,博士后方超、孔令平、陳麗玉和中科院遺傳發育所博士劉書林為文章的共同第一作者。廣州大學教授孔凡江、劉寶輝,澳大利亞塔斯馬尼亞大學教授James Weller,遺傳發育所研究員田志喜和武漢理工大學教授袁曉輝為文章的共同通訊作者。該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學杰出青年基金、國家自然科學基金面上項目和廣州大學高水平大學建設資金的資助。

大豆光周期開花和產量形成的分子模式圖

打印 責任編輯:葉瑞優

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