開花期、成熟期和株高、主莖粗細(xì)等性狀是影響大豆生產(chǎn)潛力的重要因素，闡明調(diào)控大豆開花期和植株形態(tài)的分子機(jī)理，是提高大豆產(chǎn)量潛力的關(guān)鍵科學(xué)問題。大豆開花和成熟受光周期的嚴(yán)格調(diào)控。從短日照（SD）轉(zhuǎn)為長日照（LD），光周期敏感的大豆品種可進(jìn)行成花逆轉(zhuǎn)，表明在LD條件下存在某種“開花抑制因子”。

        研究人員通過對轉(zhuǎn)基因植物的基因表達(dá)譜分析，證實(shí)GmFT1a（大豆Flowering Locus T（FT）同源基因），是一種開花抑制因子。GmFT1a在葉中特異性表達(dá)，與促進(jìn)開花的FT同源基因GmFT2a/5a類似。然而，在成花逆轉(zhuǎn)研究的模式品種自貢冬豆（ZGDD）中，GmFT1a表達(dá)由LD誘導(dǎo)，而被SD抑制。此為意料之外，因它與開花促進(jìn)因子GmFT2a/5a的表達(dá)完全相反。此外，大豆成熟相關(guān)基因E1可上調(diào)GmFT1a的表達(dá)。GmFT1a的表達(dá)在晚花品種中顯著增高。過表達(dá)GmFT1a延遲了大豆開花和成熟，證實(shí)GmFT1a具有抑制開花的作用。

        野生大豆是短日作物，歷史上大豆馴化與選育主要面向中高緯度地區(qū)。而低緯度地區(qū)由于短日高溫的氣候條件，大豆?fàn)I養(yǎng)生長時(shí)期過短導(dǎo)致大豆嚴(yán)重的低產(chǎn)，因此低緯度地區(qū)長期被認(rèn)為不適于大豆的種植及生產(chǎn)。直到長童期性狀在育種上的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用，使得大豆在低緯地區(qū)快速擴(kuò)展，從而巴西等地迅速成長為世界大豆主要的生產(chǎn)國與出口國，顯著改變了世界大豆的生產(chǎn)形勢。具有長童期性狀的大豆能夠在短日高溫的低緯條件下，延遲開花，促進(jìn)營養(yǎng)生長，增加干物質(zhì)積累，提高產(chǎn)量。本研究揭示了大豆FT基因家族的功能多樣性，并暗示在該光周期高度敏感的植物中開花抑制和開花促進(jìn)的FT同源基因間的拮抗可以調(diào)控其營養(yǎng)與生殖發(fā)育。 返回小木蟲查看更多