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Genomic atlas of 8,105 accessions reveals stepwise domestication, global dissemination, and improvement trajectories in soybean

Updatetime : 2025-11-19
  

    大豆是我国重要的粮油饲兼用作物,目前大豆进口依存度高的态势已经严重影响我国粮食安全,是农业领域最突出的“卡脖子”问题。与国外先进国家相比,我国大豆单产低、含油量低,成为限制我国大豆生产的关键因素。解析世界各地大豆种质资源遗传,揭示大豆在世界各地发展过程中关键基因被利用情况以及我国与国外的差别,对于充分利用我国乃至世界大豆种质资源、培育突破性的高产优质大豆新品种具有重要意义。

    大豆种子创新团队通过对前人测序完成来自世界不同国家的野生型、地方品种和现代栽培品种在内的 8,105 份大豆材料进行了系统地全基因组分析,揭示了世界不同地域大豆品种选育策略和中国大豆品种在不同时代育种目标的显著转变,并鉴定出大量与环境适应和产量性状相关的选择基因,如控制开花与成熟的E2Tof8E1,控制株型的Dt1,控制光周期适应GmFT5b,控制品质提升的GmSWEET30a等。全面刻画了大豆在驯化、传播与改良过程中的基因选择轨迹,以及我国在基因利用上与国外的异同(图1)。

图1 世界大豆育种过程中的基因选择轨迹图

    此外,还首次揭示了大豆驯化不是一次性完成的,而是经历了渐进式的逐步驯化模式,黑豆是大豆驯化的中间类型,并提出大豆存在两个驯化中心的新假说:一个位于黄淮海地区,另一个位于西北地区。这一假说为长期存在的大豆驯化起源提供新的补充和证据,丰富了关于大豆起源的学术讨论(图2)。

图2 大豆的驯化中心与逐步驯化过程

在此基础上,建立涵盖 8,105 个大豆材料的全基因组变异图谱,整理形成了数量性状核苷酸(QTNs)库,并共享至我国自主创建的公共数据库(https://ngdc.cncb.ac.cn/soyomics/breedingtips),为我国大豆功能基因挖掘与分子育种提供强有力的科技支撑。

该成果于 2025 年 10 月 1 日在《Cell》杂志以封面文章发表。崖州湾国家实验室朱舟博士后、王亚琳博士后为共同第一作者。崖州湾国家实验室大豆种子创新团队首席科学家田志喜为通讯作者。该研究得到了崖州湾国家实验室、国家自然科学基金委、科学探索奖、泰山学者计划等项目的资助。




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