近日，Molecular Plant在線(xiàn)發(fā)表了中國科學(xué)院華南植物園侯興亮研究團隊題為Dt1 inhibits SWEET-mediated sucrose transport to regulate photoperiod-dependent seed weight in soybean的研究論文。

大豆是一種光周期敏感的短日照作物，其生育期和產(chǎn)量受光周期變化的影響非常大。種子粒重是決定大豆產(chǎn)量的關(guān)鍵性狀之一，然而，控制大豆種子粒重的關(guān)鍵基因及其光周期效應的機制尚不清楚。該研究利用大豆重組自交系群體，通過(guò)圖位克隆的方法鑒定到一個(gè)控制種子粒重的關(guān)鍵基因Dt1。進(jìn)一步研究發(fā)現，長(cháng)日照條件下，Dt1在種子發(fā)育過(guò)程高表達，其蛋白與蔗糖轉運蛋白GmSWEET10a相互作用，負向調節蔗糖從種皮向胚的輸入，從而調節種子發(fā)育。然而，短日照光周期條件下，Dt1的轉錄水平非常低，不參與種子發(fā)育調控。此外，研究還發(fā)現了Dt1 的一種新自然等位基因（H4單倍型），該單倍型可以解耦其對種子大小和生長(cháng)習性的多效性作用，即在種子發(fā)育調控中保持功能，但不影響大豆的莖生長(cháng)習性。研究結果為揭示不同緯度大豆種子發(fā)育對光周期的響應提供了新的見(jiàn)解，也為通過(guò)控制種子粒重和生長(cháng)習性來(lái)提高大豆產(chǎn)量提供了新的基因資源。

Dt1調控光周期依賴(lài)的大豆種子重量/大小的模型

侯興亮課題組近年來(lái)在大豆光周期調控低緯度適應性及種子發(fā)育的研究中取得了一系列進(jìn)展（Lu et al., Nature Genetics, 2017；Yu et al., Nature Plants, 2023）。這篇論文進(jìn)一步揭示了光周期通過(guò)Dt1介導蔗糖轉運調控大豆種子發(fā)育的重要功能。李曉明副研究員、陳中惠博士、廣州大學(xué)李海洋博士和岳琳博士為該論文的共同第一作者，侯興亮研究員和廣州大學(xué)孔凡江教授為共同通訊作者。楊子銀研究員課題組和華南農業(yè)大學(xué)的林飛博士提供了實(shí)驗技術(shù)支持。

該研究得到了國家自然科學(xué)基金重大項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃和中科院先導專(zhuān)項的資助。

論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.02.007 

參考文獻：

Sijia Lu#, Xiaohui Zhao#, Yilong Hu#, Shulin Liu#, Haiyang Nan#, Xiaoming Li, Chao Fang, Dong Cao, Xinyi Shi, Lingping Kong, Tong Su, Fengge Zhang, Shichen Li, Zheng Wang, Xiaohui Yuan, Elroy R. Cober, James L. Weller, Baohui Liu*, Xingliang Hou*, Zhixi Tian*, Fanjiang Kong*. Natural variation at the soybean J locus improves adaptation to the tropics and enhances yield. Nature Genetics, 2017, 49:773-77.

Bin Yu#, Xuemei He#, Yang Tang#, Zhonghui Chen, Limeng Zhou, Xiaoming Li, Chunyu Zhang, Xiang Huang, Yuhua Yang, Wenbin Zhang, Fanjiang Kong, Yansong Miao, Xingliang Hou* & Yilong Hu*. Photoperiod controls plant seed size in a CONSTANS-dependent manner. Nature Plants. 2023, 9:343-354.