東北地理所成功克隆新型調控大豆營養生長期長度的新基因QNE1
開花標志著營養生長向生殖生長的轉變，是作物重要農藝性狀之一。大豆是典型的光周期敏感短日照作物，通過經典遺傳學方法，先后已成功克隆了E1、E2、E3、E4、J、qFT12-1等主效基因。大豆中E1基因具有抑制大豆開花的功能，是控制大豆生育期的主要基因。同時，以E1通路相關的基因及機理已經逐步明確。尋求不同類型調控大豆開花的因子，特別是不受光周期影響的遺傳因子對于培育廣適應性品種尤為重要。
中國科學院東北地理與農業生態研究所大豆分子設計育種實驗室夏正俊團隊利用我國廣適應性的大豆品種中黃13×北方主栽品種黑農51、日本栽培品種巖姬（Iwahime）×北方主栽品種綏農10號制備的兩個遺傳群體中，同時在6號染色體上E1附近初步定位到一個新的開花期QTL，QNE1(Major QTL Near E1），在巖姬（Iwahime）×綏農10號的群體中，其控制開花的效益與E4位點相當。經對兩個遺傳群體分別進行精細定位，確定了Glyma.06G23400 是候選基因， 該基因編輯TCP類轉錄因子。對已測序的700多份品種的單倍型分析發現，其非同義突變與大豆開花期顯著相關。同時，Glyma.06G204300蛋白主要存在于大豆細胞核中。轉基因大豆（圖1A）呈早花表型。同時，轉基因油菜不僅引致早花還可引起油菜葉型的變化（圖1B-C）。
本研究揭示了與光周期E1通路迥異的基因調控通路（圖1D），進一步豐富了大豆開花調控多樣性，同時為通過分子設計育種培育廣適性大豆栽培品種奠定了重要的基礎。
圖1：新型大豆生育期基因Qne1的功能驗證與分子模型。
A：過表達Qne1大豆呈早花表型。W82：野生型Williams 82品種; SQZ#L51與SQZ#L66, 為過表達Qne1 植株。 B-C, 過表達Qne1油菜促進開花與引致葉形態變化。B：野生型油菜品種K407， C:過表達Qne1油菜植株。D：Qne1功能的模型圖。 與日照時長密切相關的E1光周期開花通路相比，Qne1通路調控植物開花不受光周期所調控。同時Qne1 還調控植物葉片形態。
本研究得到了中國科學院先導項目（A）“種子精準設計與創造”、“黑土糧倉”科技會戰、重點部署項目及國家自然科學基金項目資助。
夏正俊研究組翟紅副研究員為本人共同第一作者，已畢業的學生王亞英、王露、陜西省油菜中心張彥峰、江蘇省農科院陳新、楊加銀等參與完成相關的研究工作。中科院東北地理所夏正俊與中科院遺傳發育所田志喜為本文的共同通訊作者。
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