大豆主效基因的克隆和分子驗證取得新進展

近日，華南農業大學林學與風景園林學院教授葛良法和農學院教授年海合作，在大豆主效基因的克隆和分子驗證取得新進展。他們利用自然群體和雙親群體精細定位克隆到高油高產基因MOTHER-OF-FT-AND-TFL1（GmMFT）。相關研究論文發表于New Phytologist。蔡占東、冼沛琪和程艷波為該論文共同第一作者，年海和葛良法為共同通訊作者。

據了解，5月25日，唐納德丹佛植物科學中心教授Doug Allen等在New Phytologist發表同期Commentary論文，對華南農業大學發表的上述研究論文進行總結和評論，并提出主效基因GmMFT工作的可能模型和育種利用途徑。

大豆是起源于我國的重要糧食和油料作物。油分和蛋白是大豆重要的品質性狀，但兩者往往存在負相關，高蛋白往往會低油分，反之亦然。雖然大豆遺傳學家已在大豆基因組中鑒定出多個同時控制油分、蛋白和籽粒大小的數量性狀基因座位，但主效基因的克隆和分子驗證仍存不足，在一定程度上限制了大豆設計育種。大豆第5號染色體末端有一個控制大豆品質和產量性狀的經典位點，最早在上個世紀90年代就被報道。

最新研究中，研究人員利用自然群體和雙親群體精細定位克隆到GmMFT，并利用基因編輯和過表達手段研究了GmMFT調控大豆油分、蛋白和籽粒大小的功能。轉錄組和代謝分析表明GmMFT可能通過調控糖分從種皮向胚的轉運及下游的脂肪合成來調控大豆籽粒性狀。

在栽培大豆中，GmMFT存在二種主要單倍型，分別為高油高產材料華春2號攜帶的GmMFT_H型和華南地方資源瓦窯黃豆攜帶的GmMFT_W型。GmMFT_H和GmMFT_W存在明顯的地里分布差異，高產高油單倍型GmMFT_H在美國和我國東北地區被顯著選擇，而其在我國低緯度地區的頻率顯著低于東北地區和美國。

該研究克隆到大豆高油高產基因GmMFT，并挖掘到高油高產優異單倍型，為高油高產大豆分子設計育種提供了重要理論基礎和潛在的核心靶基因。

相關論文信息：https://doi.org/10.1111/nph.18792