大豆是世界重要的粮、油、饲兼用作物。高产优质品种培育是大豆产业的核心发展需求,如何在提高大豆产量的同时改善品质,已成为大豆遗传改良与分子育种研究的重要目标。籽粒大小影响大豆粒重、产量和商品品质,油分含量决定大豆的加工价值和经济效益,两个性状均受到诸多因子的精细调控。然而,大豆产量和品质是互相拮抗的复杂数量性状,其协同改良的调控机制尚不明晰。
近日,Plant Biotechnology Journal杂志在线发表了崖州湾国家实验室田志喜团队题为“Natural Variation in GmSL20 Improves Seed Size and Quality in Soybean”的研究论文。该研究通过全基因组关联分析鉴定到一个正调控大豆籽粒大小、粒重和油分含量的bZIP转录因子GmSL20。研究发现,GmSL20能够直接结合并激活籽粒大小调控基因GmST05和油脂合成调控基因GmZF351。优势单倍型GmSL20H2编码区变异使得蛋白具备更强的DNA结合与转录激活能力,从而更加有效地促进籽粒增大和油分积累,为大豆高产优质协同改良提供了重要的基因资源与理论依据。

图1 GmSL20调控大豆籽粒大小及油含量
崖州湾国家实验室、海南大学热带农林学院博士生罗粤川和崖州湾国家实验室青年科学家段宗彪为论文共同第一作者,崖州湾国家实验室大豆种子创新团队首席科学家田志喜研究员和主任科学家李擎天为论文共同通讯作者。崖州湾国家实验室大豆种子创新团队主任科学家刘书林和青年科学家申妍婷对该研究提供了重要指导和帮助。研究工作获得国家重点研发计划、农业农村部生物育种重大专项、国家自然科学基金等项目的资助。