浙江大學、中國科學院專家領銜的多國聯(lián)合研究團隊發(fā)現(xiàn)了控制大豆籽粒大小、含油量和蛋白含量的關鍵基因，這項發(fā)現(xiàn)對于通過分子育種提高大豆產(chǎn)量及品質(zhì)有重要意義。相關研究成果日前發(fā)表于《國家科學評論》。
浙江大學生命科學學院壽惠霞教授介紹，中國是大豆的發(fā)源地，在進化上，野生大豆籽粒小、含油量低、蛋白質(zhì)含量高，是雜草形態(tài)。經(jīng)過長期育種選擇馴化后，栽培大豆籽粒大、含油量提高，現(xiàn)廣泛傳播于世界各地，是世界性的重要糧食經(jīng)濟作物。
本研究中，浙江大學和中科院遺傳發(fā)育研究所等團隊協(xié)作攻關，利用大豆功能基因的研究平臺，發(fā)現(xiàn)了“甜10”(SWEET10)基因在控制大豆種子發(fā)育和油分積累方面起到了關鍵作用。同時，通過對800多份野生大豆和栽培大豆基因資源的DNA測序和性狀關聯(lián)分析，證明了“甜10”基因在大豆馴化過程中起到了重要作用。
研究進一步發(fā)現(xiàn)，若將“甜10”基因敲除，百粒大豆種子的重量降低40.2%, 油分含量降低40.7%，蛋白含量提高32.1%。若在栽培大豆中提高“甜10”基因的表達，百粒大豆種子重量及油分含量都會顯著提高，大豆單株產(chǎn)量可提高11%至20%。
壽惠霞表示，這項研究可以直接運用于大豆產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的分子標記輔助育種工作。此外，研究團隊前期還發(fā)現(xiàn)了另一個調(diào)控大豆粒數(shù)的“甜15”基因，與本次研究成果疊加后，有望在大豆高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等重要性狀上獲得更大突破。
