本報(bào)訊 近日，浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授壽惠霞團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、福建農(nóng)林大學(xué)、美國(guó)伊利諾伊大學(xué)等多家科研機(jī)構(gòu)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GmSWEET10a/b協(xié)同調(diào)控大豆籽粒大小、含油量和蛋白含量，在大豆馴化改良過程中起到了關(guān)鍵作用。

　　野生大豆籽粒小、含油量低、蛋白質(zhì)含量高，而經(jīng)過馴化的栽培大豆通常籽粒大、含油量高、蛋白質(zhì)含量低。在大豆馴化和改良過程中，這些產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的協(xié)同調(diào)控是否能夠由單基因獨(dú)立完成尚不清楚。

　　前期研究中，壽惠霞團(tuán)隊(duì)利用國(guó)內(nèi)頂尖的大豆技術(shù)體系和研究平臺(tái)，挖崛影響種子發(fā)育的關(guān)鍵基因，并率先發(fā)現(xiàn)種子特異表達(dá)基因GmSWEET10a/b。與此同時(shí)，中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所田志喜團(tuán)隊(duì)對(duì)870余個(gè)大豆資源材料開展了全基因組測(cè)序和性狀評(píng)估。通過兩者關(guān)鍵基因的比對(duì)，科研人員發(fā)現(xiàn)，GmSWEET10a/b是迄今發(fā)現(xiàn)大豆馴化過程中對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)最具影響力的基因。

　　進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，GmSWEET10a/b特異表達(dá)在大豆種皮的薄壁組織，并介導(dǎo)蔗糖、葡萄糖及果糖從種皮向胚的運(yùn)輸。敲除GmSWEET10a或GmSWEET10b都會(huì)導(dǎo)致百粒重和油份顯著下降，蛋白質(zhì)含量顯著提高。兩個(gè)基因同時(shí)敲除，百粒重降低40.2%,油分含量降低40.7%，蛋白含量提高32.1%。群體遺傳學(xué)發(fā)現(xiàn)，GmSWEET10a和GmSWEET10b發(fā)生了漸進(jìn)式的變異和人工選擇。其中，GmSWEET10a在大豆馴化過程中受到強(qiáng)烈選擇，使栽培品種的籽粒變大、含油量提高、蛋白質(zhì)含量降低；GmSWEET10b的馴化和完成選擇的程度稍滯后于GmSWEET10a。在栽培大豆中過表達(dá)這兩個(gè)基因，大豆種子百粒重及油分含量都顯著提高，且單株產(chǎn)量提高達(dá)11%～20%。

　　“下一代大豆育種就可以直接運(yùn)用這項(xiàng)成果�！眽刍菹冀榻B，這項(xiàng)研究對(duì)可以直接運(yùn)用于大豆品質(zhì)篩選和分子標(biāo)記物輔助的雜交育種，對(duì)于增產(chǎn)保質(zhì)具有積極意義�！拔覀儗�(shí)驗(yàn)室前期還發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)調(diào)控大豆粒數(shù)的關(guān)鍵糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，與本研究發(fā)現(xiàn)的新蛋白疊加有望在大豆高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等重要性狀上獲得更大突破。”

　　本報(bào)記者 林潔 通訊員 柯溢能