我国科学家克隆出调控大豆营养生长期长度的新型基因

近日，中科院东北地理与农业生态研究所大豆分子设计育种实验室夏正俊研究员团队与中科院遗传所田志喜研究员合作，成功克隆了一个调控大豆营养生长期长度的新型基因QNE1，该基因编码TCP类转录因子，其作用方式与已有的光周期调控开花通路完全不同，丰富了大豆开花调控的调控机制。相关研究成果在线发表于《中国生命科学》。

 

新型大豆生育期基因QNE1的功能验证与分子模型 图片由受访者提供

 

开花是作物重要农艺性状之一，标志着由营养生长向生殖生长的转变。大豆是典型的光周期敏感短日照作物，通过经典遗传学方法，科学家们已先后成功克隆了E1、E2、E3、E4、J、qFT12-1等主效基因。大豆中E1基因具有抑制大豆开花的功能，是控制大豆的主要生育期基因。同时，与E1通路相关的基因及机理已经逐步明确。寻求不同类型调控大豆开花的因子，特别是不受光周期影响的遗传因子对培育广适性品种尤为重要。

 

夏正俊团队利用我国广适性的大豆品种中黄13与北方主栽品种黑农51、日本栽培品种岩姬与北方主栽品种绥农10号两个遗传群体，同时在6号染色体上E1附近初步定位到一个新的开花期QTL——QNE1。在岩姬与绥农10号的群体中，其控制开花的效益与E4位点相当。通过对两个遗传群体分别进行精细定位，确定了候选基因Glyma.06G23400，该基因编码TCP类转录因子。对已测序的700多份品种的单倍型分析发现，其非同义突变与大豆开花期显著相关。Glyma.06G204300蛋白主要存在于大豆细胞核中，该大豆呈早花表型。同时，含有Glyma.06G204300基因的油菜不仅导致早花还可引起油菜叶型的变化。

 

本研究揭示了与光周期E1通路迥异的基因调控通路，进一步丰富了大豆开花调控的多样性，同时为通过分子设计育种培育广适性大豆栽培品种奠定了重要的基础。