中國科學(xué)院大豆分子設計育種重點(diǎn)實(shí)驗室孔凡江/劉寶輝研究團隊，對大豆開(kāi)花多年以來(lái)進(jìn)行了長(cháng)期系統和深入的研究，以東北地理所為第二單位最近在國際頂級雜志Nature Genetics發(fā)表了題為“Stepwise selection on homeologous PRR genes controlling flowering and maturity during soybean domestication”，首次在基因水平證明了“農作物馴化綜合癥”的發(fā)生。

　　團隊利用大數據基因組學(xué)分析、生物信息學(xué)和經(jīng)典正向遺傳學(xué)相結合的方法，發(fā)掘了兩個(gè)控制開(kāi)花時(shí)間的關(guān)鍵位點(diǎn)Tof11和Tof12，并證明tof12的功能缺失突變首先被強烈選擇，使大豆開(kāi)花期提前，之后tof11的功能缺失型突變的發(fā)生，在tof12基礎上再次受到選擇，從而進(jìn)一步縮短了栽培大豆的開(kāi)花期和生育期，提高了栽培大豆的適應性和種植（圖1）。該研究首次系統報道了作物馴化過(guò)程中開(kāi)花期基因的進(jìn)化與選擇分子機制。

　　東北地理所曾于2017年在Nature Genetics上先期報道了大豆長(cháng)童期基因J的克隆及進(jìn)化機制研究成果“Natural variation at the soybean J locus improves adaptation to the tropics and enhances yield”。發(fā)現J基因功能缺失使大豆在短日照條件下仍能保持相對較長(cháng)的營(yíng)養生長(cháng)，獲得高產(chǎn)，使大豆種植在低緯度（尤其是南美地區）得以快速擴張，改變了世界大豆生產(chǎn)格局（圖2）。兩篇文章相互補充，為大豆品種適應性和產(chǎn)量分子育種提供了重要的理論依據和應用基礎。

　　圖1 大豆光周期開(kāi)花和產(chǎn)量形成的分子模式圖

圖2 大豆適應熱帶短日照地區的模式圖

　　相關(guān)文章：

　　[1] Lu S, Dong L, Fang C, Liu S, Cheng Q, Kong L, Chen L, Su T, Nan H, Zhang D, Zhang L, Wang Z, Yang Y, Yu D, Liu X, Yang Q, Lin X, Tang Y, Zhao X, Yang X, Tian C, Xie Q, Li X, Yuan X, Tian Z, Liu B, Weller JL, Kong F (2020) Stepwise selection on homeologous PRR genes controlling flowering and maturity during soybean domestication. Nat Genet https://doi.org/10.1038/s41588-020-0604-7

　　[2] Lu S, Zhao X, Hu Y, Liu S, Nan H, Li X, Fang C, Cao D, Shi X, Kong L, Su T, Zhang F, Li S, Wang Z, Yuan X, Cober ER, Weller JL, Liu B, Hou X, Tian Z, Kong F. (2017) Natural variation at the soybean J locus improves adaptation to the tropics and enhances yield. Nat Genet 49: 773-779.