基因编辑可改良大豆的区域适应性 助大豆在南方丰产

中国新闻网 2019-07-03 11:30

  导致大豆品种北移种植时往往晚花晚熟、生长期延长,甚至不能开花或正常成熟;南移种植时则一般表现为过早开花、生长期缩短,产量降低甚至不能正常生长。

  这种光周期反应特性使得大豆品种适宜种植区域普遍比较狭小。已有研究表明,GmFT2a和GmFT5a基因是大豆的重要开花促进因子。

  团队通过构建GmFT2a和GmFT5a基因的过表达植株,并利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术对GmFT2a和GmFT5a进行定点敲除,结合杂交手段,创制出单基因和双基因突变体材料。

  研究表明,GmFT2a和GmFT5a虽然在大豆的花期调控中存在功能互补,但在长、短日照条件下的开花促进效应差异较大。

  在短日照条件下,GmFT2a的开花促进效应比GmFT5a强,而GmFT5a在长日照条件下的开花促进效应更强。

  临界光周期对GmFT5a参与的大豆花期调控影响很大,超过品种临界光周期日长的条件下,GmFT5a基因是主要的开花促进基因,是使大豆能够适应长日照环境的关键基因。

  研究还发现,创制的双基因突变体在短日照条件下平均57.4天开花,比野生型晚花约31.3天,株高和节数较野生型显著提高,单株荚数和粒数也显著增加,这为适合低纬度地区种植的大豆品种改良提供了新的基础材料。