近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所大豆育種技術(shù)創(chuàng)新與新品種培育團(tuán)隊(duì)在大豆生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控機(jī)制的研究上取得了新的進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)大豆FT開(kāi)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(duì)大豆FT開(kāi)花基因家族的認(rèn)識(shí)，提出了調(diào)控大豆發(fā)育方向的蹺蹺板模型，為進(jìn)一步闡明影響大豆生長(zhǎng)發(fā)育方向的分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果于11月9日在線發(fā)表在《新植物學(xué)家（New Phytologist）》上。
大豆是光周期敏感的短日植物。該研究團(tuán)隊(duì)以往研究發(fā)現(xiàn)，一些晚熟品種（如自貢冬豆）在長(zhǎng)日條件下不開(kāi)花，經(jīng)短日處理后轉(zhuǎn)長(zhǎng)日條件時(shí)會(huì)發(fā)生開(kāi)花逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，推測(cè)長(zhǎng)日條件下有開(kāi)花抑制物質(zhì)的存在，但對(duì)開(kāi)花抑制物質(zhì)的分子性質(zhì)一直缺乏了解。
該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)結(jié)合轉(zhuǎn)錄組分析和實(shí)時(shí)定量PCR分析，發(fā)現(xiàn)并確證大豆FT開(kāi)花基因家族的一個(gè)成員GmFT1a與已知成員GmFT2a/GmFT5a的光周期表達(dá)特性完全相反，即GmFT1a的表達(dá)受長(zhǎng)日照的誘導(dǎo)，而GmFT2a/GmFT5a則受短日照的誘導(dǎo)。由此推測(cè)GmFT1a與已知成員GmFT2a/GmFT5a在開(kāi)花作用上功能存在分化。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)分析表明，與GmFT2a/GmFT5a具有開(kāi)花促進(jìn)功能明顯不同，GmFT1a具有開(kāi)花抑制的功能，從而確證了前述推測(cè)。基于此項(xiàng)研究及前人結(jié)果，該團(tuán)隊(duì)提出了大豆FT開(kāi)花基因家族調(diào)控大豆生長(zhǎng)發(fā)育的蹺蹺板模型（Teeter board model）：光周期通過(guò)生育期主基因E1調(diào)控大豆FT開(kāi)花基因家族不同成員的相對(duì)表達(dá)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(jìn)大豆向低緯短日地區(qū)的擴(kuò)展，為進(jìn)一步闡明影響大豆生長(zhǎng)發(fā)育方向的分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。
作物科學(xué)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(xiàng)研究得到國(guó)家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)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
