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浙江大學領銜團隊:關鍵基因表達可使大豆單株產量提高10%

2020-06-03 分享

6月1日,記者從浙江大學獲悉,該校生命科學學院壽惠霞教授團隊聯合中國科學院遺傳與發育生物學研究所、福建農林大學、美國伊利諾伊大學等科研機構的研究團隊,發現糖轉運蛋白GmSWEET10a/b協同調控大豆籽粒大小、含油量和蛋白含量,在大豆馴化改良過程中起到了關鍵作用,該基因的高表達可使大豆單株產量提高10%。研究論文發表于國際知名期刊《國家科學評論》。

全球對大豆的消費需求逐年增加。經過馴化的栽培大豆通常籽粒大、含油量高、蛋白質含量低。但在大豆馴化和改良過程中,這些產量和品質性狀的協同調控是否能夠由單基因獨立完成尚不清楚。

前期研究表明,大豆種子特異表達基因GmSWEET10a/b是迄今發現的大豆馴化過程中對產量和品質最具影響力的基因。

壽惠霞團隊經過深度研究發現,GmSWEET10a/b特異表達在大豆種皮的薄壁組織,并介導蔗糖、葡萄糖及果糖從種皮向胚的運輸。敲除GmSWEET10a或GmSWEET10b都會導致大豆的百粒重和油分顯著下降,蛋白質含量顯著提高。兩個基因同時敲除,百粒重降低40.2%,油分降低40.7%,蛋白含量提高32.1%。

“栽培大豆中通過高表達這兩個基因,大豆種子百粒重及油分都顯著提高,且單株產量提高達11%—20%?!眽刍菹冀榻B,這項研究成果可以直接運用于大豆產量、品質性狀的分子標記物輔助育種,對于增產保質具有積極意義。

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