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广州大学孔凡江/刘宝辉团队发现两个大豆TERMINAL FLOWER 1基因在长日照条件下控制大豆开花

发布时间:2023-07-22

 

大豆(Glycine max)是一种重要的经济作物,为人类提供了大量的优质蛋白及油脂。作为典型的短日照作物,大豆的开花和成熟时间对光周期极其敏感,而开花和成熟的时间是直接影响大豆纬度适应性和产量的关键因素。对大豆开花相关基因的功能研究能够为大豆分子设计育种提供理论支持和遗传材料。在长期进化过程中,大豆基因组经历了两次复制事件,约75%的基因都存在多拷贝,大豆共有四个TERMINAL FLOWER 1 (TFL1)基因TFL1aTFL1bTFL1cTFL1d,其中TFL1b (Dt1)被认为是参与大豆结荚习性调控的重要基因,同时也参与调控大豆开花。但大豆中其他TFL1同源基因的功能尚不清楚。  

近日,广州大学刘宝辉/孔凡江团队在The Crop Journal在线发表了题为“Two soybean homologues of TERMINAL FLOWER 1 control flowering time under long day conditions”的研究论文,作者利用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制了tfl1c/tfl1d双突变体材料,对其在长日照下调控大豆开花的功能进行验证,并对其分子机制进行研究。  

研究者发现,在长日照条件下,两种编辑类型的tfl1c/tfl1d双突变体开花时间均明显早于野生型植株。为了研究其分子机制,利用RNA-seqqRT-PCR对其调控的下游基因进行挖掘及初步验证,发现TFL1cTFL1d能够抑制4个开花促进因子APETALA1a (AP1)基因的表达;进一步研究表明TFL1cTFL1d能够与bZIP转录因子FDc1相互作用并结合到AP1a的启动子上抑制其转录活性从而延迟大豆开花时间。该研究表明,TFL1cTFL1d基因在长日照条件下作为开花抑制因子影响着大豆开花过程。研究结果进一步完善了大豆开花网络,并为大豆分子设计育种提供了新的基因模块。

   广州大学博士后王玲爽、云南农业大学林春教授和硕士研究生李伯惠为该文共同第一作者,广州大学副教授方超、教授芦思佳和讲师岳琳为共同通信作者,河北省农林科学院粮油作物研究所秦君研究员也参与了相关工作。该研究得到国家自然科学基金项目(3202206232001503)和河北省大豆现代种业科技创新团队项目(21326313D)资助。