東北地理所在大豆抗倒伏分子機制研究上取得重要進展
大豆是重要的糧油作物，倒伏性是制約大豆高產優質的關鍵農藝性狀之一。大豆結莢期至鼓粒期倒伏可導致產量損失達50%以上；倒伏植株更易誘發病蟲害擴散，導致籽粒霉變率升高與蛋白質含量下降。長期以來育種家通過培育抗倒伏品種來提高大豆的產量和品質，但對于大豆抗倒伏性分子機制的研究仍然很少。
中國科學院東北地理與農業生態研究所馮獻忠研究團隊通過大規模篩選大豆突變體庫，分離到倒伏突變體lodging-related mutant 3（lrm3），與野生型相比，lrm3突變體的莖稈中木質素含量下降80%，莖稈強度下降60%。通過圖位克隆技術，克隆了控制倒伏表型的目的基因LRM3，該基因編碼一個U-box型E3泛素連接酶。進一步實驗證明，LRM3可以通過26S蛋白酶體途徑促進MYB6蛋白的降解來提高大豆的抗倒伏性；MYB6蛋白直接結合在木質素合成限速酶—苯丙氨酸解氨酶PAL1/2的啟動子上抑制其表達，從而降低木質素的合成，降低大豆抗倒伏性。這項研究發現了調控大豆莖稈強度的LRM3-MYB6-PALs的分子模塊，為大豆抗倒伏性狀的分子育種提供了重要的分子靶標。
研究成果近期在線發表于國際期刊Plant Biotechnology Journal (中國科學院一區TOP，IF: 13.263)上。中國科學院東北地理與農業生態研究所博士研究生葉永恒與程志遠副研究員為論文的共同第一作者，馮獻忠研究員、楊素欣研究員與廣州大學董志誠教授為共同通訊作者。研究得到國家自然科學基金（U21A20215和32488102），生物育種-國家科技重大專項（2023ZD0403201），吉林省科技發展計劃項目(20230101166JC)聯合資助。
圖1 LRM3調控大豆木質素生物合成的模型
論文信息：
Ye,Y.,Cheng,Z.,Yang,X.,Yang,S.,Tang,K.,Yu,H.,Gao,J.,Zhang,Y.,Leng,J.,Zhang,W.,Zhang,Y.,Bu,M.,Liang,Z.,Dong,Z.,Zhang,Z. and Feng,X. (2025) LRM3 positively regulates stem lodging resistance by degradating MYB6 transcriptional repressor in soybean. Plant Biotechnol. J.
論文鏈接：
https://doi.org/10.1111/pbi.70124
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吉公網安備22017302000214號
