近日，中國農業(yè)科學院作物科學研究所大豆優(yōu)異基因資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用團隊聯(lián)合諾禾致源、美國佐治亞大學等多家單位，通過解析大豆地理擴張與育種的全基因組特征，提出大豆進化路線，發(fā)掘了大豆不同進化階段受到選擇的候選基因，從中克隆了一個重要的開花基因GmSPA3c。8月19日，該成果在《SCIENCE CHINA Life Sciences》在線報道。

 

　　邱麗娟研究員介紹，我國是大豆起源地，國家農作物種質資源庫內收集了4萬余份大豆種質資源，無論從數(shù)量還是多樣性上，在世界范圍內都是最為豐富的。研究團隊前期構建的可代表我國大豆種質資源遺傳多樣性的初選核心種質為解析大豆地理擴張與育種的全基因組特征奠定了材料基礎。

 

　　研究團隊為了對包含早期馴化、種植區(qū)域擴展和遺傳改良在內的大豆進化史進行解析，以構建的初選核心種質為主，選取了2214份具有代表性的大豆種質資源，并利用基于基因組重測序的遺傳變異信息進行了系統(tǒng)發(fā)育樹、種群結構和種群歷史分析，研究提出了野生和栽培大豆的進化路線包括四個階段。第一階段對應于野生大豆從我國南部向北部的擴張，第二階段是地方品種在我國黃河流域的馴化過程，第三階段是地方品種從我國黃河流域向南、向北擴張，第四階段是當?shù)馗牧歼^程。研究發(fā)現(xiàn)，在大豆地方品種的擴張中，遺傳滲入主要來自當?shù)兀ㄍ颍┑囊吧蠖狗N群，而非異域野生大豆種群，這表明當?shù)匾吧蠖沟倪z傳滲入促進了當?shù)氐胤狡贩N的適應性。

 

　　研究還鑒定到在野生大豆的擴散、馴化、地方品種的擴張和隨后的改良過程中受到選擇的基因組信號?？紤]到花期在大豆傳播和適應中的重要性，研究人員著重對花期調控通路中的候選基因進行了分析，結果表明，花期的適應是一個連續(xù)的過程。通過基因編輯，研究人員驗證了GmSPA3c具有花期調節(jié)的功能，推測是經(jīng)典開花基因E7的候選功能基因。該研究通過解析大豆地理擴張與育種的全基因組特征，揭示了大豆的進化歷史，為充分利用大豆種質資源規(guī)?；l(fā)掘優(yōu)異基因資源、定向培育新品種奠定了基礎。

 

　　作科所李英慧研究員、博士生秦超、中國農科院深圳農業(yè)基因組研究所王麗研究員、諾和致源焦成智為文章共同第一作者；作科所邱麗娟研究員、劉斌研究員、美國佐治亞大學Scott A. Jackson教授為文章共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、國家作物種質資源平臺、農作物種質資源保護、中國農科院農業(yè)科技創(chuàng)新等項目的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1007/s11427-022-2158-7