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作科所提出大豆花期調控“天平”模型

  中國農業科學院作物科學研究所大豆育種技術創新與新品種選育創新團隊系統解析了一個新的大豆花期調控關鍵基因 GmFT2b 的遺傳效應,并提出了大豆花期調控的“天平”模型,為大豆品種的區域適應性改良和分子設計育種提供了新技術、新材料。該研究成果于1月25日在線發表在《植物,細胞與環境( Plant , Cell & Environment )》。

  光周期反應特性是影響大豆區域適應性的重要因素。在植物復雜的光周期反應調控網絡中, FT 基因被認為是最為重要的信號整合因子。

  該研究對一個新的大豆 FT 基因家族成員 GmFT2b 的遺傳效應進行了系統解析,通過創制 GmFT2b 過表達植株、基因組編輯定點敲除變體材料和多品種多環境表型分析,明確了 GmFT2b 在大豆花期調控中的重要作用。研究表明,在長日照條件下 GmFT2b 對大豆開花具有顯著促進效應,是一種開花促進因子。結合已知開花促進因子 GmFT2a GmFT5a 的表達分析和前期遺傳效應分析結果,首次提出了大豆花期調控的“天平”模型,即大豆開花促進因子 GmFT2a , GmFT5a, GmFT2b與開花抑制因子如同天平兩端的砝碼,砝碼越大效應越強。在短日照條件下,開花抑制因子較少, GmFT2a 的開花促進效應就足以使大豆由營養生長向生殖生長轉變;而在長日照條件下,因開花抑制因子較多,需要更多的開花促進因子, GmFT5a 則表現出更強的開花促進效應, GmFT2aGmFT2b 次之。

  這是該團隊在前期系統解析大豆 GmFT2a , GmFT5a , GmFT1a 遺傳效應( Plant Biotechnology Journal , 2018, 2019; New Phytologist , 2018)的基礎上,在大豆花期調控研究中取得的新進展,將為大豆品種區域適應性改良提供新基因、新材料。該研究得到了重點研發計劃、轉基因重大專項、國家自然科學基金和中國農業科學院科技創新工程等項目資助。作科所助理研究員陳莉博士、博士畢業生蔡宇鵬和碩士畢業生曲夢楠為論文的共同第一作者,侯文勝研究員和韓天富研究員為共同通訊作者。

  論文全文鏈接: https://doi.org/10.1111/pce.13695



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