近日，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所大豆育種技術(shù)創(chuàng)新與新品種培育團隊在大豆生長發(fā)育的調(diào)控機制的研究上取得了新的進展，發(fā)現(xiàn)大豆FT開花基因家族的不同成員存在功能分化。該研究拓寬并加深了對大豆FT開花基因家族的認識，提出了調(diào)控大豆發(fā)育方向的蹺蹺板模型，為進一步闡明影響大豆生長發(fā)育方向的分子機制奠定了基礎。相關(guān)研究成果于11月9日在線發(fā)表在《新植物學家（New Phytologist）》上。

 

　　大豆是光周期敏感的短日植物。該研究團隊以往研究發(fā)現(xiàn)，一些晚熟品種（如自貢冬豆）在長日條件下不開花，經(jīng)短日處理后轉(zhuǎn)長日條件時會發(fā)生開花逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，推測長日條件下有開花抑制物質(zhì)的存在，但對開花抑制物質(zhì)的分子性質(zhì)一直缺乏了解。

 

　　該研究團隊通過結(jié)合轉(zhuǎn)錄組分析和實時定量PCR分析，發(fā)現(xiàn)并確證大豆FT開花基因家族的一個成員GmFT1a與已知成員GmFT2a/GmFT5a的光周期表達特性完全相反，即GmFT1a的表達受長日照的誘導，而GmFT2a/GmFT5a則受短日照的誘導。由此推測GmFT1a與已知成員GmFT2a/GmFT5a在開花作用上功能存在分化。轉(zhuǎn)基因實驗分析表明，與GmFT2a/GmFT5a具有開花促進功能明顯不同，GmFT1a具有開花抑制的功能，從而確證了前述推測。基于此項研究及前人結(jié)果，該團隊提出了大豆FT開花基因家族調(diào)控大豆生長發(fā)育的蹺蹺板模型（Teeter board model）：光周期通過生育期主基因E1調(diào)控大豆FT開花基因家族不同成員的相對表達水平，從而決定大豆的發(fā)育方向。GmFT1a基因的發(fā)現(xiàn)有助于促進大豆向低緯短日地區(qū)的擴展，為進一步闡明影響大豆生長發(fā)育方向的分子機制奠定了基礎。

 

　　作物科學研究所遺傳育種中心韓天富研究員為論文通訊作者，在讀博士研究生劉薇、蔣炳軍副研究員和碩士畢業(yè)生馬立明為并列第一作者。該項研究得到國家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設專項和中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程的支持。

 

　　論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.14884/abstract