科研进展

华南植物园揭示大豆种子粒重及品质的调控机制

发布时间:2025-09-01 作者:scbg 来源:华南植物园

大豆(Glycine max L. Merr.)是全球重要的油料作物和经济作物,也是人类优质蛋白和饲料蛋白的重要来源。尽管大豆原产于中国,但当前我国大豆供需矛盾突出,国内产能无法满足实际需求,约85%的需求依赖进口。因此,提高大豆单产并改善品质已成为当务之急。种子大小和油脂蛋白含量是影响大豆产能的关键农艺性状,鉴定调控大豆种子性状的关键基因并解析其分子机制,对利用分子设计育种技术培育高产优质大豆新品种具有重要的意义。

中国科学院华南植物园侯兴亮团队研究通过全基因组关联分析(GWAS)及QTL定位,在14号染色体上鉴定出一个与百粒重显著相关的稳定信号区间,并确定了一个调控大豆百粒重及品质的关键基因SW14。进一步研究发现,SW14与植物种子发育核心调控因子Leafy Cotyledon1(LEC1)在大豆中的同源基因GmLEC1a/b发生互作,抑制了GmLEC1在种子发育过程中介导的转录激活功能。进一步分析显示,优良等位基因SW14H3在大豆驯化过程中经历了人工选择,并展现出提高大豆产量的应用潜力。

研究团队致力于大豆种子发育及环境适应性研究,并取得了一些重要进展(Yu et al., Nature Plants, 2023;Li et al., Molecular Plant, 2024;Lu et al., Nature Genetics, 2017)。该研究进一步揭示了大豆种子粒重与品质形成的分子调控机制。张春雨副研究员近年来聚焦NF-Y类转录因子在植物生长发育中的功能研究(Zhang et al., JIPB, 2021;Zhang et al., Plant Cell, 2023;Yao et al., Plant Journal, 2025),其研究方向已从模式植物拟南芥逐步拓展至重要农作物大豆。

相关研究成果以“Natural allelic variation in SW14 determines seed weight and quality in soybean”为题近日在线发表在Nature Communications(《自然—通讯》)上。中国科学院华南植物园副研究员张春雨、已毕业硕士生李尉郡和博士后谭翠容共同担任第一作者,侯兴亮研究员与张春雨副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和广东省自然科学基金等项目的资助。论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-025-63582-0

图. 大豆SW14的定位及克隆





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