生育期 (特別是開(kāi)花期)是影響大豆品種分布和產(chǎn)量的重要因素之一，大豆生育期調控基因的挖掘和研究，對選育生態(tài)適應性廣的優(yōu)良大豆品種至關(guān)重要。迄今，諸多調控大豆生育期的E系列基因已被克隆，它們的應用提高了育種效率和產(chǎn)量，但是由于光周期調控大豆開(kāi)花的復雜性，還有很多生育期重要基因未被發(fā)掘，具體調控機制仍不明確。 

　　東北地理所大豆分子設計育種學(xué)科組長(cháng)期致力于新的開(kāi)花期基因發(fā)掘，助理研究員王飛飛利用Minsoy (E1e2e3E4)和Archer (e1ase2E3E4)雜交后構建的MA重組自交系進(jìn)行長(cháng)日照條件下開(kāi)花期QTL檢測，通過(guò)親本重測序和MA群體SLAF-seq，結合MA群體的花期表型，檢測到一個(gè)重要調控位點(diǎn)TOF7 (Time of Flowering 7)。進(jìn)一步研究表明該位點(diǎn)由單基因控制，且編碼基因TOF7控制早花早熟，其候選基因為一個(gè)擬南芥光周期調控開(kāi)花途徑中關(guān)鍵生物鐘基因的同源基因(圖1)。TOF7是一個(gè)新的控制大豆開(kāi)花的位點(diǎn)，被世界大豆委員會(huì )命名為 E11，其E11/e11 的基因特征被大豆委員會(huì )所認可。 

　　李趙博博士利用全基因組關(guān)聯(lián)分析（Genome-wide association studies, GWAS）技術(shù)與擬南芥重要生物鐘基因進(jìn)行同源比對的方法，在大豆中鑒定到一調控開(kāi)花期新基因LNK2 (Night light-inducible and clock-regulated 2)。利用CRISPR/Cas9開(kāi)發(fā)出LNK2基因的轉基因四重純合突變體，在長(cháng)日照條件下，四重突變體的開(kāi)花時(shí)間明顯早于野生型(圖2)。熒光定量PCR顯示，在長(cháng)日照條件下，LNK2的轉錄水平明顯低于野生型。LNK2促進(jìn)了豆類(lèi)特異性E1基因的表達，并抑制了開(kāi)花素FT2a的表達。這些結果表明，CRISPR/CAs9介導的4個(gè)LNK2基因的靶向突變縮短了大豆的開(kāi)花時(shí)間。 

圖1 E11基因的精細定位 

圖2 LNK2基因突變體抑制開(kāi)花 

　　該研究的發(fā)現增加了控制大豆開(kāi)花時(shí)間的新成員，將進(jìn)一步完善大豆開(kāi)花調控網(wǎng)絡(luò )，為大豆分子設計育種提供基因資源和理論依據。本研究獲得國家自然科學(xué)面上項目(No. 31972966)和國家重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)項目(2017Y FD0101305)的資助。 

　　Zhaobo Li, Qun Cheng, Zhuoran Gan et al., Multiplex CRISPR/Cas9-mediated knockout of soybean LNK2 advances flowering time. The Crop Journal, 2020, https://doi.org/10.1016/j.cj.2020.09.005 

　　Feifei Wang, Haiyang Nan, Liyu Chenet al., A new dominant locus, E11, controls early flowering time. Molecular breeding, 2019, 39:70