10月13日,中國農業科學院作物科學研究所大豆育種技術創新與新品種選育團隊與先正達生物科技(中國)有限公司合作揭示了FT同源基因GmFT5b參與調控大豆開花的作用機制及其影響大豆品種區域適應性的遺傳效應,相關研究成果在《植物,細胞,環境(Plant, Cell & Environment)》發表。
大豆是短日照作物,對光周期敏感。光周期調控開花期反應直接影響大豆品種的區域適應性及產量。大豆開花受到諸多光周期基因的調控,其中光周期基因FT是開花信號途徑的整合因子,直接影響大豆的開花和生育期。大豆基因組復雜,擁有至少11個FT同源基因,但對這些FT基因的遺傳效應及其相互調控作用的理解還非常有限,諸如開花抑制因子E1等與FT基因的互作關系也不清楚。加深對大豆光周期調控途徑重要基因的理解,培育光周期反應相對鈍感的種質材料,對拓展大豆品種的區域適應性、提高產量具有重要的意義。
研究結果顯示,GmFT5b是調控大豆開花的關鍵基因,影響大豆品種的生態適應性。GmFT5b對光周期反應敏感,過量表達GmFT5b大豆材料在不同光周期下均顯著早花;基因編輯敲除GmFT5b大豆突變體在長日照條件下表現顯著晚花。過量表達或敲除GmFT5b后顯著影響了大豆下游開花相關基因的表達譜。對160份大豆種質進行關聯分析顯示,GmFT5b的自然變異影響了大豆品種的開花、成熟及地理分布。豆科特異開花抑制因子E1對GmFT5b具有上位性效應,強烈抑制GmFT5b,GmFT5b可能在E1效應的基礎上進一步影響大豆品種的區域適應性。該研究為大豆廣適性分子育種提供了新的靶標基因和種質材料。
作科所已畢業博士生蘇強、副研究員陳莉和蔡宇鵬為論文共同第一作者,侯文勝研究員為論文通訊作者。本研究得到國家自然基金、科企合作項目等的資助。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14739