東北地理所與合作單位聯合攻關取得大豆馴化研究突破性成果
中國科學院大豆分子設計育種重點實驗室孔凡江/劉寶輝研究團隊，對大豆開花多年以來進行了長期系統和深入的研究，以東北地理所為第二單位最近在國際頂級雜志Nature Genetics發表了題為“Stepwise selection on homeologous PRR genes controlling flowering and maturity during soybean domestication”，首次在基因水平證明了“農作物馴化綜合癥”的發生。
團隊利用大數據基因組學分析、生物信息學和經典正向遺傳學相結合的方法，發掘了兩個控制開花時間的關鍵位點Tof11和Tof12，并證明tof12的功能缺失突變首先被強烈選擇，使大豆開花期提前，之后tof11的功能缺失型突變的發生，在tof12基礎上再次受到選擇，從而進一步縮短了栽培大豆的開花期和生育期，提高了栽培大豆的適應性和種植（圖1）。該研究首次系統報道了作物馴化過程中開花期基因的進化與選擇分子機制。
我所曾于2017年在Nature Genetics上先期報道了大豆長童期基因J的克隆及進化機制研究成果“Natural variation at the soybean J locus improves adaptation to the tropics and enhances yield”。發現J基因功能缺失使大豆在短日照條件下仍能保持相對較長的營養生長，獲得高產，使大豆種植在低緯度（尤其是南美地區）得以快速擴張，改變了世界大豆生產格局（圖2）。兩篇文章相互補充，為大豆品種適應性和產量分子育種提供了重要的理論依據和應用基礎。
圖1 大豆光周期開花和產量形成的分子模式圖 圖2 大豆適應熱帶短日照地區的模式圖
相關文章：
[1] Lu S, Dong L, Fang C, Liu S, Cheng Q, Kong L, Chen L, Su T, Nan H, Zhang D, Zhang L, Wang Z, Yang Y, Yu D, Liu X, Yang Q, Lin X, Tang Y, Zhao X, Yang X, Tian C, Xie Q, Li X, Yuan X, Tian Z, Liu B, Weller JL, Kong F (2020) Stepwise selection on homeologous PRR genes controlling flowering and maturity during soybean domestication. Nat Genet https://doi.org/10.1038/s41588-020-0604-7
[2] Lu S, Zhao X, Hu Y, Liu S, Nan H, Li X, Fang C, Cao D, Shi X, Kong L, Su T, Zhang F, Li S, Wang Z, Yuan X, Cober ER, Weller JL, Liu B, Hou X, Tian Z, Kong F. (2017) Natural variation at the soybean J locus improves adaptation to the tropics and enhances yield. Nat Genet 49: 773-779.
附件下載：
吉公網安備22017302000214號
