本報訊(記者景洋)記者從中科院東北地理所了解到,日前,中科院東北地理所研究員張恒友作為共同第一作者,將大豆高蛋白主要控制基因的鑒定和分析上取得新進(jìn)展的相關(guān)研究成果,發(fā)表于《自然·通訊》(Nature Communications)。
為何這項研究的新進(jìn)展備受矚目?原來(lái),高蛋白大豆育種一直是大豆育種的主要難題之一,主要原因是蛋白質(zhì)和粒重、油脂是負相關(guān),即高蛋白大豆的產(chǎn)量和含油量較低,而高產(chǎn)高油大豆中的蛋白含量較低;多年來(lái),以產(chǎn)量或含油量為主要目標的大豆育種導致培育的大豆品種的蛋白質(zhì)含量逐年降低,高蛋白資源也越來(lái)越少,高蛋白育種逐漸面臨資源少,難精準鑒定的困境。
為此,張恒友團隊利用遺傳學(xué)和生物大數據相結合的方法,鑒定出控制大豆高蛋白含量的基因POWR1可同時(shí)控制蛋白質(zhì)和油分含量,同時(shí)也影響粒重和田間產(chǎn)量。研究發(fā)現,POWR1在大豆群體中主要分為兩個(gè)基因型,高蛋白-低油基因型(POWR1-TE)和低蛋白-高油基因型(POWR1+TE),就是一個(gè)基因的兩種形式分別控制高蛋白和高油分含量,但一個(gè)大豆植株只能攜帶一種基因型,這也解釋了大豆“高蛋和高油”二者不可兼得的基礎。同時(shí),張恒友團隊通過(guò)對近4000個(gè)栽培大豆進(jìn)行大量篩選發(fā)現只有不到4%的大豆具有高蛋白基因型,且分布分散,說(shuō)明高蛋白大豆資源極其稀少且不利于高蛋白大豆系統培育。
據張恒友介紹,這一研究對基礎理論研究和育種應用研究都具有重要意義。它解釋了大豆“蛋油”負相關(guān)的遺傳基礎,也為闡明大豆蛋白質(zhì)和油脂的分子調控機制提供了較好基因資源。同時(shí),高蛋和高油的基因型為實(shí)現高蛋白大豆精準鑒定、高蛋白基因型的準確追蹤和利用,為大豆分子設計育種在大豆品質(zhì)改良的應用提供了關(guān)鍵工具。