猪猪侠讯:植物所在大豆果实驯化生物学研究中取得突破

来源：互联网 2014-03-21 07:08:23| 查看：次

　　果实落粒抗性作为古代人类第一筛选的重要农艺性状被认为是作物驯化的里程碑。栽培大豆是人类最重要的植物油和蛋白来源，其果实的裂荚抗性是重要的驯化性状。20世纪90年代以来，人们一直在利用多种手段试图找来这一性状的控制基因，但均未取得突破。

　　中国科学院植物研究所王印政研究组针对栽培大豆果实裂荚抗性这一关键驯化性状展开了全面而深入的研究。研究人员第一发觉果荚腹缝线维管束细胞壁剧烈增厚的纤维帽细胞（Fiber Cap Cells, FCC）是决定栽培大豆果实裂荚抗性的关键细胞结构，而离层细胞在野大豆和栽培大豆之间并没有发生变化。他们进一步开展了免疫组织化学蛋白定位、激光捕捉显微切割微量组织基因表达估量、基因功能互补实验、遗传学估量、大区段基因组(365kb)人工筛选痕迹的检测以及相关功能元件的发觉和验证等一系列研究。结果显示，养猪网，从野大豆来栽培大豆的驯化过程中强烈的人工筛选使NAC基因家族SHAT1-5基因上游4kb处的一个抑制子被彻底清除，使SHAT1-5在栽培大豆纤维帽细胞中的表达剧烈上调，表达强度较野大豆提高了15倍，导致其次生壁显著加厚，从而有效阻止了果荚的自然开裂过程。HAT1-5基因座位的强烈人工筛选导致栽培大豆基因组第16号染色体产生～116kb区段的DNA多态性筛选性清除。该机制与禾谷类作物由离层的失去导致落粒抗性的分子机制完全不同。该基因及其相关调控机制在豆类新品种培养和分子育种中具有重要应用前景。

　　2月19日，研究结果在国际期刊Nature Communications上以Pod shattering-resistance associated with domestication is mediated by a NAC gene in soybean 为题在线发表。论文的第一作者是董阳博士。　

　　该研究工作得来国家科技基础性工作专项和国家自然科学基金重大项目的资助。

　　文章链接

植物所在大豆果实驯化生物学研究中取得突破

　　栽培大豆果荚裂荚抗性产生的细胞学和遗传调控机制。（A）栽培大豆与野生大豆果荚裂荚性状的对比解剖学估量；（B）SHAT1-5基因表达模式估量以及栽培大豆与野生大豆FCC基因表达对比估量；（C）SHAT1-5基因编码区在拟南芥nst1-1;nst3-1突变体中的功能验证；（D）SHAT1-5基因在栽培大豆与野生大豆杂交F2分离群体中功能和表达估量；（E）GARP顺式作用元件功能估量；（F）SHAT1-5基因位点以及周边区域的筛选估量。

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