東北地理所在大豆基因編輯育種領域取得重要進展
大豆（Glycine max）是全球重要的糧食和經濟作物，其籽粒富含優質蛋白和食用油，其莖葉則是經濟昆蟲“豆丹”（Doudan）的重要飼料來源。然而，傳統育種方法難以同時優化大豆的籽粒產量和飼料特性。隨著基因編輯技術的快速發展，CRISPR/Cas9為精準改良作物性狀提供了強有力的工具。
本研究通過編輯大豆中的開花素基因GmFT2a和GmFT5a，成功創制出兼具高產籽粒和高生物量的種質。在短日照條件下，雙突變體表現出顯著的籽粒產量提升，主莖節數、分枝數和單株莢數顯著增加。在長日照條件下，雙突變體的總生物量顯著提高，表現為營養生長期延長、葉片增大、分枝和節數增加。雙突變體的可溶性蛋白和可溶性糖含量保持不變，而苯丙氨酸含量增加、單寧含量降低，可作為優質莖葉飼料。研究進一步揭示了GmFT2a和GmFT5a調控大豆株型的分子機制。GmFT2a和GmFT5a蛋白不僅相互結合，還與大豆分枝和結莢習性關鍵基因Dt2和SOC1a相互作用，形成復合物，強烈激活下游基因GmAp1s的表達，從而影響大豆的株型發育。該研究為培育適應不同生產需求的大豆品種提供了理論依據和技術支撐，有助于提高大豆的市場競爭力和經濟價值。
研究成果近期在線發表于國際期刊International Journal of Biological Macromolecules。東北地理所2021級已畢業碩士研究生熊尚上與2022級碩士研究生王雪榮為論文的共同第一作者，翟紅項目研究員為通訊作者。本研究受國家自然科學基金項目(32272187)、中國科學院東北地理與農業生態研究所青年科學家小組項目（2022QNXZ05）和黑龍江省重點研發計劃創新基地項目（JD24A011）共同資助。
論文信息：
Shang-Shang Xiong1,Xue-Rong Wang1,Kai-Kai Han,Wen-Tian Lu,Xiao-Yv Kong,Rong Fan,Xin-Le Sun,Jia-Qi Tang,Ying-Lu Ji,Kai Wu,Dan-Dan Guo,Zhao Wan,Jia-Ning Xun,Shuang Jiao,Hong Zhai *. Creation of dual-purpose soybean germplasm for grain and forage by CRISPR/Cas9-mediated targeting mutation of GmFT2a and GmFT5a. International Journal of Biological Macromolecules,2025.
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.142234
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