关键基因表达可使大豆单株产量提高10%

2020-06-02
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科技日报杭州6月1日电 (洪恒飞 柯溢能 记者江耘)1日,记者从浙江大学获悉,该校生命科学学院寿惠霞教授团队联合中国科学院遗传与发育生物学研究所、福建农林大学、美国伊利诺伊大学等科研机构的研究团队,发现糖转运蛋白GmSWEET10a/b协同调控大豆籽粒大小、含油量和蛋白含量,在大豆驯化改良过程中起到了关键作用,该基因的高表达可使大豆单株产量提高10%。研究论文发表于国际知名期刊《国家科学评论》。

全球对大豆的消费需求逐年增加。经过驯化的栽培大豆通常籽粒大、含油量高、蛋白质含量低。但在大豆驯化和改良过程中,这些产量和品质性状的协同调控是否能够由单基因独立完成尚不清楚。

前期研究表明,大豆种子特异表达基因GmSWEET10a/b是迄今发现的大豆驯化过程中对产量和品质最具影响力的基因。

寿惠霞团队经过深度研究发现,GmSWEET10a/b特异表达在大豆种皮的薄壁组织,并介导蔗糖、葡萄糖及果糖从种皮向胚的运输。敲除GmSWEET10a或GmSWEET10b都会导致大豆的百粒重和油分显著下降,蛋白质含量显著提高。两个基因同时敲除,百粒重降低40.2%,油分降低40.7%,蛋白含量提高32.1%。

“栽培大豆中通过高表达这两个基因,大豆种子百粒重及油分都显著提高,且单株产量提高达11%—20%。”寿惠霞介绍,这项研究成果可以直接运用于大豆产量、品质性状的分子标记物辅助育种,对于增产保质具有积极意义。

 

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