關(guān)鍵基因表達(dá)可使大豆單株產(chǎn)量提高10% 研究論文發(fā)表于國(guó)際知名期刊《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》

1日，記者從浙江大學(xué)獲悉，該校生命科學(xué)學(xué)院壽惠霞教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、福建農(nóng)林大學(xué)、美國(guó)伊利諾伊大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)的研究團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GmSWEET10a/b協(xié)同調(diào)控大豆籽粒大小、含油量和蛋白含量，在大豆馴化改良過(guò)程中起到了關(guān)鍵作用，該基因的高表達(dá)可使大豆單株產(chǎn)量提高10%。研究論文發(fā)表于國(guó)際知名期刊《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》。

全球?qū)Υ蠖沟南M(fèi)需求逐年增加。經(jīng)過(guò)馴化的栽培大豆通常籽粒大、含油量高、蛋白質(zhì)含量低。但在大豆馴化和改良過(guò)程中，這些產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的協(xié)同調(diào)控是否能夠由單基因獨(dú)立完成尚不清楚。

前期研究表明，大豆種子特異表達(dá)基因GmSWEET10a/b是迄今發(fā)現(xiàn)的大豆馴化過(guò)程中對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)最具影響力的基因。

壽惠霞團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)深度研究發(fā)現(xiàn)，GmSWEET10a/b特異表達(dá)在大豆種皮的薄壁組織，并介導(dǎo)蔗糖、葡萄糖及果糖從種皮向胚的運(yùn)輸。敲除GmSWEET10a或GmSWEET10b都會(huì)導(dǎo)致大豆的百粒重和油分顯著下降，蛋白質(zhì)含量顯著提高。兩個(gè)基因同時(shí)敲除，百粒重降低40.2%，油分降低40.7%，蛋白含量提高32.1%。

“栽培大豆中通過(guò)高表達(dá)這兩個(gè)基因，大豆種子百粒重及油分都顯著提高，且單株產(chǎn)量提高達(dá)11%—20%。”壽惠霞介紹，這項(xiàng)研究成果可以直接運(yùn)用于大豆產(chǎn)量、品質(zhì)性狀的分子標(biāo)記物輔助育種，對(duì)于增產(chǎn)保質(zhì)具有積極意義。