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李霞教授团队发现GmmiR156b调控大豆理想株型和高产
发布时间:2018-05-07

近日,我校李霞教授团队Plant Biotechnology Journal在线发表了题为Genetic improvement of the shoot architecture and yield in soybean plants via the manipulation of GmmiR156b 的创新性研究论文。该研究揭示了GmmiR156b调控大豆株型的分子机制,为大豆的株型改良和高产提供重要的理论依据。

  

大豆是植物蛋白和植物油最重要的来源之一。随着我国人民生活方式的改变,对大豆的需求量日益增加,我国对国外大豆的依存度也不断提高,致使大豆安全受到严重威胁。因此,培育高产优质大豆迫在眉睫。株型是决定大豆高产的一个最重要性状,其中分枝是大豆株型的主要要素。自1990年代以来,通过优化大豆株型来培育高产大豆一直是育种家及科研工作者的目标,但迄今进展有限,调控大豆分枝和理想株型的主效基因也未见报道。本项研究发现GmmiR156b是调控大豆分枝和理想株型的一个关键基因,过表达GmmiR156b可使大豆具有植株高大、多分枝和高产的特点,是大豆理想株型的一种。田间试验结果显示,过表达GmmiR156b显著增加大豆的分枝数目、主茎节数、主茎的粗度和三出复叶数目,但不影响大豆的株高;过表达GmmiR156b大幅度增加单株荚果的数量、种子变大,单株产量可提高46–63%;此外,通过基因表达模式分析和拟南芥异源互补实验确定了GmmiR156b影响大豆分枝的主效靶基因是GmSPL9d;最后,通过原位杂交以及体内和体外的蛋白质互作实验发现GmSPL9d与调控茎尖和侧生分生组织关键调控因子GmWUS直接互作。该研究首次明确了GmmiR156b是调控大豆理想株型和高产的主效基因,揭示了调控植物分枝形成和发育的miR156b-SPL-WUS的新机制, 也为培育高产大豆提供了具有重要育种价值的基因资源和理论依据。

该研究由我校植科院李霞团队与中国科学院遗传与发育生物学研究所童依平研究员、中科院东北地理与农业生态研究所和广州大学刘宝辉和孔凡江教授,河北省农林科学院张孟臣研究员、安徽省农科院张磊研究员团队合作完成。博士生孙政玺为论文第一作者。相关工作得到了国家重点研发计划项目、转基因生物新品种培育重大专项、国家自然科学基金和华中农业大学自主科技创新基金的支持。

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.12946

 

 

通讯员:孙政玺

审核人:李霞

 

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