作科所揭示大豆关键基因CS1调控大豆抗倒性的分子机制
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发布时间：2024-11-18
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11月13日，中国农业科学院作物科学研究所作物生物信息学及应用创新团队与南京农业大学合作，在大豆中鉴定到一个调控大豆抗倒伏的关键基因 CS1 ，阐明了该基因通过调节生长素的定向运输调控大豆抗倒性的分子机制。相关研究成果在线发表在《植物生物技术（Plant Biotechnology Journal）》上。
大豆是我国重要的粮饲兼用作物。近年来我国对大豆的需求量逐年攀升，供需矛盾日益突出，提高大豆产能已成为保障国家粮食安全的迫切需求。大豆是典型的光环境敏感型作物，在高密度种植条件下容易引发倒伏问题，这已成为导致产量损失的重要因素。尽管针对大豆抗倒伏性的研究已广泛开展，但其基本遗传机制仍尚不完全清楚。
研究团队利用EMS诱变技术获得了一个倒伏突变体 cs1 ，并鉴定到一个与倒伏性状密切相关的关键基因 CS1 。研究表明，该基因通过调控大豆淀粉体的沉积来影响下胚轴的向地性。进一步分析发现， CS1 活性的丧失会破坏植物极性生长素的运输、维管束的发育以及纤维素和木质素的生物合成，最终导致植株过早倒伏并伴随根系发育异常。相反，在高密度种植条件下，通过增加 CS1 基因的表达量，可以显著提升植株的抗倒伏能力，进而实现产量的提高。本研究为培育适合密植抗倒伏的大豆新品种提供了重要基因资源和理论基础。
南京农业大学已毕业博士生、作科所与大北农科技集团股份有限公司联合培养博士后许志永、作科所博士后张丽雅为论文的共同第一作者，作科所刘斌研究员、南京农业大学赵团结教授、作科所赵涛副研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中国农科院创新工程、国家重点研发计划等项目的资助。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14503
