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科技日?qǐng)?bào)記者 陸成寬
近日，中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所大豆分子設(shè)計(jì)育種實(shí)驗(yàn)室夏正俊研究員團(tuán)隊(duì)與中科院遺傳所田志喜研究員合作，成功克隆了一個(gè)調(diào)控大豆?fàn)I養(yǎng)生長(zhǎng)期長(zhǎng)度的新型基因QNE1，該基因編碼TCP類轉(zhuǎn)錄因子，其作用方式與已有的光周期調(diào)控開花通路完全不同，豐富了大豆開花調(diào)控的調(diào)控機(jī)制。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《中國生命科學(xué)》。
新型大豆生育期基因QNE1的功能驗(yàn)證與分子模型?圖片由受訪者提供
開花是作物重要農(nóng)藝性狀之一，標(biāo)志著由營養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變。大豆是典型的光周期敏感短日照作物，通過經(jīng)典遺傳學(xué)方法，科學(xué)家們已先后成功克隆了E1、E2、E3、E4、J、qFT12-1等主效基因。大豆中E1基因具有抑制大豆開花的功能，是控制大豆的主要生育期基因。同時(shí)，與E1通路相關(guān)的基因及機(jī)理已經(jīng)逐步明確。尋求不同類型調(diào)控大豆開花的因子，特別是不受光周期影響的遺傳因子對(duì)培育廣適性品種尤為重要。
夏正俊團(tuán)隊(duì)利用我國廣適性的大豆品種中黃13與北方主栽品種黑農(nóng)51、日本栽培品種巖姬與北方主栽品種綏農(nóng)10號(hào)兩個(gè)遺傳群體，同時(shí)在6號(hào)染色體上E1附近初步定位到一個(gè)新的開花期QTL——QNE1。在巖姬與綏農(nóng)10號(hào)的群體中，其控制開花的效益與E4位點(diǎn)相當(dāng)。通過對(duì)兩個(gè)遺傳群體分別進(jìn)行精細(xì)定位，確定了候選基因Glyma.06G23400，該基因編碼TCP類轉(zhuǎn)錄因子。對(duì)已測(cè)序的700多份品種的單倍型分析發(fā)現(xiàn)，其非同義突變與大豆開花期顯著相關(guān)。Glyma.06G204300蛋白主要存在于大豆細(xì)胞核中，該大豆呈早花表型。同時(shí)，含有Glyma.06G204300基因的油菜不僅導(dǎo)致早花還可引起油菜葉型的變化。
本研究揭示了與光周期E1通路迥異的基因調(diào)控通路，進(jìn)一步豐富了大豆開花調(diào)控的多樣性，同時(shí)為通過分子設(shè)計(jì)育種培育廣適性大豆栽培品種奠定了重要的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞： 類轉(zhuǎn)錄因子 栽培品種 遺傳群體 分子設(shè)計(jì)