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科技日報記者 陸成寬
近日，中科院東北地理與農業生態研究所大豆分子設計育種實驗室夏正俊研究員團隊與中科院遺傳所田志喜研究員合作，成功克隆了一個調控大豆營養生長期長度的新型基因QNE1，該基因編碼TCP類轉錄因子，其作用方式與已有的光周期調控開花通路完全不同，豐富了大豆開花調控的調控機制。相關研究成果在線發表于《中國生命科學》。
新型大豆生育期基因QNE1的功能驗證與分子模型?圖片由受訪者提供
開花是作物重要農藝性狀之一，標志著由營養生長向生殖生長的轉變。大豆是典型的光周期敏感短日照作物，通過經典遺傳學方法，科學家們已先后成功克隆了E1、E2、E3、E4、J、qFT12-1等主效基因。大豆中E1基因具有抑制大豆開花的功能，是控制大豆的主要生育期基因。同時，與E1通路相關的基因及機理已經逐步明確。尋求不同類型調控大豆開花的因子，特別是不受光周期影響的遺傳因子對培育廣適性品種尤為重要。
夏正俊團隊利用我國廣適性的大豆品種中黃13與北方主栽品種黑農51、日本栽培品種巖姬與北方主栽品種綏農10號兩個遺傳群體，同時在6號染色體上E1附近初步定位到一個新的開花期QTL——QNE1。在巖姬與綏農10號的群體中，其控制開花的效益與E4位點相當。通過對兩個遺傳群體分別進行精細定位，確定了候選基因Glyma.06G23400，該基因編碼TCP類轉錄因子。對已測序的700多份品種的單倍型分析發現，其非同義突變與大豆開花期顯著相關。Glyma.06G204300蛋白主要存在于大豆細胞核中，該大豆呈早花表型。同時，含有Glyma.06G204300基因的油菜不僅導致早花還可引起油菜葉型的變化。
本研究揭示了與光周期E1通路迥異的基因調控通路，進一步豐富了大豆開花調控的多樣性，同時為通過分子設計育種培育廣適性大豆栽培品種奠定了重要的基礎。