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东北地理所等在大豆生育期基因克隆与功能解析方面取得进展

放大字体  缩小字体 时间:2019-10-21 15:29 来源:中国科学院 原文:
核心提示:中国科学院东北地理与农业生态研究所大豆分子设计育种实验室夏正俊团队利用栽培品种与农家品种杂交制备了一个遗传群体,在12号染色上定位调控生育期的主效QTL位点qFT12-1,并通过图位克隆法成功地鉴定了调控qFT12-1的生物钟基因GmPRR7。该基因含CCT结构域,属于生物钟调控基因TOC1基因家族。表达分析表明因GmPRR7及同源基因在表达上呈明显的日节律性变化规律。在野生及栽培大豆品种间的等位变异分化表明,GmPRR7与大豆的驯化关系密切。
   大豆开花是作物重要农艺性状之一,对作物产量形成、植株形态建成、驯化以及生态适应性等方面具有显著影响。大豆开花是在外部环境和内部因素共同作用下,从营养生长转变为生殖生长的结果。大豆是典型的光周期敏感短日照作物,光照是决定开花时间最重要的外界环境因素之一,短日照促进开花,长日照抑制开花,它是由光周期途径感知和传递外部信号并整合一系列内部调控基因来控制完成的。目前通过经典遗传学方法,先后已成功克隆了E1、E2、E3、E4、E6、E9、E10和J等主效基因,初步解析了大豆光周期调控开花机理;但是人们尚未能明确生物钟基因与大豆开花间的精细调控关系。

  中国科学院东北地理与农业生态研究所大豆分子设计育种实验室夏正俊团队利用栽培品种与农家品种杂交制备了一个遗传群体,在12号染色上定位调控生育期的主效QTL位点qFT12-1,并通过图位克隆法成功地鉴定了调控qFT12-1的生物钟基因GmPRR7。该基因含CCT结构域,属于生物钟调控基因TOC1基因家族。表达分析表明因GmPRR7及同源基因在表达上呈明显的日节律性变化规律。在野生及栽培大豆品种间的等位变异分化表明,GmPRR7与大豆的驯化关系密切。该研究成果揭示了生物钟基因与大豆光周期反应之间的内在联系,丰富了人们对大豆光周期调控机制的认识,同时为大豆分子设计育种提供重要的分子元件。

  本成果发表在国际植物期刊Frontier in Plant Science上,东北地理所博士研究生李玉秋与吉林省农业科学院董英山为共同第一作者,夏正俊为通讯作者。该研究得到国家重点研发项目(2016YFD0100201, 2016YFD0101900)、中科院先导项目及国家自然科学基金项目的资助。


  图1. qFT12-1的精细定位

  图2. GmPRR7基因结构域

  图3. GmPRR7基因进化树
 
日期:2019-10-21
 
 
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