来源:科技日报 | 2022-03-17 16:43:45 |
大多数一年生植物的开花周期取决于每日日照时间的长短,而大豆是对光周期极为敏感的典型短日照作物,一般只适宜种植于纬度跨度较小的区域内,适宜种植范围狭窄。
大豆的这种特性,使得许多优良品种只能在小范围内推广,有“宝”不能用,直接影响了我国大豆的产量。多年来,我国科研工作者始终致力于解开这道难题,而今又有了最新进展。
2012年,中国科学院东北地理与农业生态研究所大豆分子设计育种课题组(以下简称课题组)首次在大豆中成功克隆了对光周期反应及生育期(开花期及成熟期)贡献最大的基因E1,随后这些年,课题组陆续完成了E2、E3、E4等主要生育期基因的克隆。
E1是编码豆科植物的特异性转录因子,是大豆光周期响应的核心调控因子,阐明其介导开花途径的分子机制尤为重要。然而,目前有关E1所调控的下游信号通路在很大程度上仍是未知的。
近日,课题组在美国《植物生理学》上在线发表论文称,他们证实E1编码蛋白具有转录抑制活性。课题组基于RNA-seq这一转录组测序技术,分析发现有7个GmMDE基因的水平,在E1过表达时显著下调,而在用基因编辑技术CRISPR/Cas9敲除E1的突变株中显著上调。这些GmMDE基因表现出相似的组织特异性和表达模式,包括对光周期、E1表达和E1基因型的响应。以GmMDE05和GmMDE06的启动子为代表进行分析发现,E1可直接与启动子结合以增加组蛋白H3K27me3水平,从而在表观遗传上抑制E1的表达,让E1处于沉默状态。
随后课题组还发现,GmMDE06的功能与E1相反,具有促进大豆开花与成熟的作用。过量表达GmMDE06能抑制结荚习性核心基因Dt1的表达,引起大豆的茎顶提前开花,让生长终止,导致主茎节数减少、植株变矮。
过表达GmMDE06能使大豆中开花素基因GmFT2a和GmFT5a的表达上调。此外,在GmFT2a或GmFT5a过表达植株中,GmMDE的表达显著增加,GmMDE与GmFT2a/GmFT5a形成了一个促进大豆开花的正调节反馈回路。这种反馈调节,可以放大来自光周期的信号。
中央一号文件提出,大力实施大豆和油料产能提升工程。提升大豆产能工程,要坚持扩面积、提单产双轮驱动。如何提单产?育种是关键。课题组的最新研究,揭示了大豆开花周期的调控机制,为育出高产优质大豆新品种提供了新思路,助力大豆变“金豆”。(杨 仑)
2022-03-17 13:58:40
2022-03-17 13:54:32
2022-03-17 13:42:56
2022-03-17 13:37:59
2022-03-17 13:31:49
2022-03-17 09:29:15
2022-03-17 09:25:04
2022-03-17 09:23:47
2022-03-17 09:20:56
2022-03-17 09:17:59
2022-03-17 09:15:52
2022-03-17 09:14:18
2022-03-17 09:11:26
2022-03-17 09:00:54
2022-03-17 08:55:46
2022-03-17 08:52:03
2022-03-17 08:47:37
2022-03-17 08:34:55
2022-03-17 08:34:28
2022-03-17 08:32:10
2022-03-17 08:28:17
2022-03-17 08:25:02
2022-03-17 08:22:10
2022-03-17 08:20:02
2022-03-17 08:18:39
2022-03-17 08:04:59
2022-03-17 08:02:23
2022-03-17 07:10:04
2022-03-17 06:49:33
2022-03-17 06:40:45
2022-03-17 06:19:59
2022-03-17 06:05:10
2022-03-17 05:37:25
2022-03-17 05:30:32
2022-03-17 05:25:49
2022-03-17 05:25:11
2022-03-17 05:19:43
2022-03-17 05:14:29
2022-03-17 05:04:42
2022-03-17 05:03:17
2022-03-17 05:02:58
2022-03-17 05:00:56
2022-03-16 22:22:03
2022-03-16 22:18:58
2022-03-16 22:06:32
2022-03-16 21:38:46
2022-03-16 21:37:42
2022-03-16 21:37:19
2022-03-16 21:07:44
2022-03-16 21:06:48
2022-03-16 20:23:55
2022-03-16 20:23:22
2022-03-16 20:22:17
2022-03-16 20:02:15
2022-03-16 19:51:55
2022-03-16 19:37:50
2022-03-16 19:33:15
2022-03-16 19:27:39
2022-03-16 19:26:23
2022-03-16 19:14:04
2022-03-16 19:08:23
2022-03-16 19:06:38
2022-03-16 19:05:16
2022-03-16 18:50:04
2022-03-16 18:15:32
2022-03-16 18:02:50
2022-03-16 18:01:30
2022-03-16 17:43:17
2022-03-16 17:31:48
2022-03-16 17:31:29
2022-03-16 17:14:04
2022-03-16 17:08:57
2022-03-16 17:05:32
2022-03-16 17:03:41
2022-03-16 17:03:34
2022-03-16 17:03:07
2022-03-16 17:01:54
2022-03-16 16:59:04
2022-03-16 16:56:47
2022-03-16 16:55:55
2022-03-16 16:55:07
2022-03-16 16:51:41
2022-03-16 16:47:11
2022-03-16 16:42:56
2022-03-16 16:41:49
2022-03-16 16:38:37
2022-03-16 16:38:36
2022-03-16 16:34:46
2022-03-16 16:31:07
2022-03-16 16:29:44
2022-03-16 16:26:58
2022-03-16 16:26:37
2022-03-16 16:24:58
2022-03-16 16:20:47
2022-03-16 16:20:09
2022-03-16 16:18:08
2022-03-16 16:17:44
2022-03-16 16:15:19
2022-03-16 16:12:57
2022-03-16 16:11:16
2022-03-16 16:08:05
2022-03-16 16:04:28
2022-03-16 16:03:45
2022-03-16 16:02:45
2022-03-16 16:02:26