東北地理所在大豆株型調(diào)控新基因發(fā)掘取得新進展
大豆作為我國重要的戰(zhàn)略性經(jīng)濟作物，在保障糧食安全、支撐食品加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展和滿足畜禽養(yǎng)殖需求等方面發(fā)揮著不可替代的作用。然而，當前國產(chǎn)大豆存在單產(chǎn)水平偏低的核心問題，導致我國大豆供給嚴重依賴進口（主要來自美國、巴西等國），這不僅使我國在國際大豆貿(mào)易體系中處于被動地位，更對國家糧食安全構(gòu)成潛在風險。因此，通過科技創(chuàng)新大幅提升大豆單產(chǎn)水平，已成為破解我國大豆產(chǎn)業(yè)困境、實現(xiàn)供給安全保障的首要任務。
株高是大豆重要的株型性狀，直接影響單株莢數(shù)、主莖節(jié)數(shù)和種植密度等產(chǎn)量構(gòu)成因素。適宜的株高能顯著增強植株抗倒伏能力，對產(chǎn)量穩(wěn)定性至關(guān)重要。與半矮稈小麥和水稻品種帶來的產(chǎn)量突破類似，半矮稈大豆品種也表現(xiàn)出比傳統(tǒng)高稈品種更高的產(chǎn)量潛力。降低株高有利于實現(xiàn)高密度種植，這對中國東北地區(qū)、加拿大等生長季較短地區(qū)的生產(chǎn)尤為重要。盡管株高的農(nóng)藝價值顯著，但目前對其分子調(diào)控機制的認識仍顯不足，制約了該性狀在高產(chǎn)育種中的應用。解析株高調(diào)控的遺傳和生理機制，將為優(yōu)化大豆株型、提升產(chǎn)量潛力提供新策略。
近日，東北地理所大豆遺傳與分子改良學科組針對大豆株高開展了高分辨率全基因組關(guān)聯(lián)分析。該研究不僅精確定位了已知的Dt1位點，還新發(fā)現(xiàn)了多個調(diào)控株高的QTL位點，并憑借高分辨率定位優(yōu)勢，成功篩選出多個可能參與株高調(diào)控的候選基因，通過表達分析和單倍型分析優(yōu)選了VRN1-2為新的株高調(diào)控候選基因（圖1）。該研究成果揭示了大豆株高的遺傳結(jié)構(gòu)，既為深入解析株高調(diào)控機制的研究提供了重要候選基因，也為培育高產(chǎn)大豆品種提供了有價值的分子靶點。
圖1. 大豆株高全基因組關(guān)聯(lián)分析以及候選基因VRN1-2的表達和單倍型分析
以上研究成果發(fā)表在Theoretical and Applied Genetics（中國科學院1區(qū)Top），東北地理所大豆遺傳與分子改良學科組王樂助理研究員為文章第一作者，張恒友研究員為通訊作者。本研究受到國家重點研發(fā)計劃（2024YFE0112800）、黑龍江省杰出青年基金項目（JQ2022C005）、國家自然基金項目（32272176）、研究所創(chuàng)新團隊項目（2022CXTD03）、海南省種業(yè)實驗室與中國種子集團公司聯(lián)合揭榜掛帥項目（B23YQ1503）等項目共同資助。
論文信息：
Le Wang,Hong Xue,Zhenbin Hu,Yang Li,Tuya Siqin,Hengyou Zhang*. A genome-wide association study prioritizes VRN1-2 as a candidate gene associated with plant height in soybean. Theoretical and Applied Genetics,2025,138,84.
論文鏈接：
https://doi.org/10.1007/s00122-025-04875-2
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