近日,记者从中国科学院华南植物园获悉,该园研究人员揭示大豆Dt1介导蔗糖转运调控种子粒重的新机制,为揭示不同纬度大豆种子发育对光周期的响应提供了新的见解,也为通过控制种子粒重和生长习性来提高大豆产量提供了新的基因资源。
大豆是一种光周期敏感的短日照作物,其生育期和产量受光周期变化的影响非常大。种子粒重是决定大豆产量的关键性状之一,然而,控制大豆种子粒重的关键基因及其光周期效应的机制尚不清楚。
中国科学院华南植物园农生中心侯兴亮课题组研究利用大豆重组自交系群体,通过图位克隆的方法鉴定到一个控制种子粒重的关键基因Dt1。进一步研究发现,长日照条件下,该基因在种子发育过程高表达,其蛋白与蔗糖转运蛋白相互作用,负向调节蔗糖从种皮向胚的输入,从而调节种子发育。然而,短日照光周期条件下,该基因的转录水平非常低,不参与种子发育调控。
此外,研究还发现了该基因的一种新自然等位基因(H4单倍型),该单倍型可以解耦其对种子大小和生长习性的多效性作用,即在种子发育调控中保持功能,但不影响大豆的茎生长习性。
据介绍,研究结果为揭示不同纬度大豆种子发育对光周期的响应提供了新的见解,也为通过控制种子粒重和生长习性来提高大豆产量提供了新的基因资源。同时,相关研究进一步揭示了光周期通过Dt1介导蔗糖转运调控大豆种子发育的重要功能,研究结果已在线发表《分子植物》上。
Dt1调控光周期依赖的大豆种子重量/大小的模型
文、图:广州日报新花城记者:黄岚 通讯员:华植宣
广州日报新花城编辑:吴若楠