发现控制大豆产量与品质的关键基因

近日，浙江大学教授寿惠霞团队联合中科院遗传与发育生物学研究所、福建农林大学、美国伊利诺伊大学等多个团队，在《国家科学评论》上发表论文指出，他们发现糖转运蛋白GmSWEET10a/b协同调控大豆籽粒大小、含油量和蛋白含量，在大豆驯化改良过程中起到了关键作用。

前期研究中，寿惠霞团队利用国内顶尖的大豆技术体系和研究平台，率先发现种子特异表达基因GmSWEET10a/b。与此同时，田志喜团队对870余个大豆资源材料开展了全基因组测序和性状评估。通过两者关键基因的比对，科研人员发现，GmSWEET10a/b是迄今发现的大豆驯化过程中对产量和品质最具影响力的基因。

团队进一步研究发现，GmSWEET10a/b特异表达在大豆种皮的薄壁组织，并介导蔗糖、葡萄糖及果糖从种皮向胚的运输。敲除GmSWEET10a或GmSWEET10b都会导致百粒重和油分显著下降，蛋白质含量显著提高。两个基因同时敲除，百粒重降低40.2%, 油分含量降低40.7%，蛋白含量提高32.1%。

群体遗传学发现，GmSWEET10a和GmSWEET10b发生了渐进式的变异和人工选择。其中，GmSWEET10a在大豆驯化过程中受到强烈选择，使栽培品种的籽粒变大、含油量提高、蛋白质含量降低；GmSWEET10b的驯化和完成选择的程度稍滞后于GmSWEET10a。在栽培大豆中过表达这两个基因，大豆种子百粒重及油分含量都显著提高，且单株产量提高达11%~20%。

“下一代大豆育种就可以直接运用这项成果。”寿惠霞表示。

来源：中国科学报