近日，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、浙江大學(xué)、福建農(nóng)林大學(xué)、美國伊利諾伊大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)的研究團(tuán)隊，發(fā)現(xiàn)兩種基因可協(xié)同調(diào)控大豆種子大小、含油量和蛋白含量，在大豆馴化改良中起到了關(guān)鍵作用。該研究論文發(fā)表于國際知名期刊《國家科學(xué)評論》。

大豆為人類提供了主要的植物油和植物蛋白資源，是世界性的重要糧食經(jīng)濟(jì)作物。隨著世界人口的增加和飲食結(jié)構(gòu)的改變，全球?qū)Υ蠖瓜M需求逐年增加，進(jìn)一步提高大豆單產(chǎn)和品質(zhì)對于保障世界大豆生產(chǎn)具有重要意義。

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)性狀的改變是否可能由單基因的協(xié)同控制完成還不清楚。

群體遺傳學(xué)發(fā)現(xiàn)，GmSW EET10a和GmSW EET10b發(fā)生了漸進(jìn)式的變異和人工選擇。其中，GmSW EET10a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;GmSW EET10b的馴化和完成選擇的程度滯后于GmSW EET10a。分子機(jī)制解析表明，GmSW EET10a和GmSW EET10b協(xié)同調(diào)控種子大小、含油量和蛋白質(zhì)含量是通過運輸蔗糖和己糖，從而改變種皮向胚的糖分配來實現(xiàn)的。未來針對上述兩個基因，尤其是GmSW EET10b的遺傳操作或分子設(shè)計育種，可進(jìn)一步提高栽培品種的籽粒大小和含油量，對大豆生產(chǎn)具有重要意義。