我園柔性引進人才侯興亮團隊與黃銘坤博士合作在Nature Communications發(fā)表大豆高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)調(diào)控重要成果

大豆（Glycine max L. Merr.）作為全球范圍內(nèi)舉足輕重的油料與經(jīng)濟作物，不僅是人類獲取優(yōu)質(zhì)蛋白的重要途徑，更是飼料蛋白的核心來源，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與食品工業(yè)體系中占據(jù)關(guān)鍵地位。 

盡管中國是大豆的原產(chǎn)國，但當(dāng)前國內(nèi)大豆產(chǎn)業(yè)面臨著嚴(yán)峻的供需矛盾：國內(nèi)產(chǎn)能遠不能匹配實際需求，約 85% 的大豆需求需依賴進口，保障大豆供給安全已成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重要課題。在此背景下，如何提升大豆單產(chǎn)、優(yōu)化大豆品質(zhì)，成為突破產(chǎn)業(yè)瓶頸的當(dāng)務(wù)之急。 

在影響大豆產(chǎn)能的諸多農(nóng)藝性狀中，種子大小直接關(guān)聯(lián)產(chǎn)量規(guī)模，油脂與蛋白含量則決定其經(jīng)濟價值，二者共同構(gòu)成大豆高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的核心指標(biāo)。因此，精準(zhǔn)鑒定調(diào)控大豆種子性狀的關(guān)鍵基因，并深入解析其分子作用機制，對于借助分子設(shè)計育種技術(shù)培育突破性高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大豆新品種，具有不可替代的理論價值與實踐意義。 

近日，這一領(lǐng)域迎來重要進展 —— 國際知名期刊《Nature Communications》在線發(fā)表了中國科學(xué)院華南植物園侯興亮團隊與我園黃銘坤團隊合作的研究成果，《Natural allelic variation in SW14 determines seed weight and quality in soybean》（SW14 的自然等位變異決定大豆種子重量與品質(zhì)）。 

該團隊通過整合全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）與數(shù)量性狀位點（QTL）定位兩種前沿技術(shù)，在大豆 14 號染色體上成功鎖定了一個與百粒重（衡量種子大小的核心指標(biāo)）顯著相關(guān)的穩(wěn)定信號區(qū)間，并從中克隆鑒定出調(diào)控大豆百粒重及品質(zhì)的關(guān)鍵基因 SW14。 

為進一步探明 SW14 的作用機制，研究團隊開展了深入的分子互作實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：SW14 可與植物種子發(fā)育核心調(diào)控因子 Leafy Cotyledon1（LEC1）在大豆中的同源基因 GmLEC1a/b 發(fā)生直接互作，且這種互作會抑制 GmLEC1 在種子發(fā)育過程中所介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄激活功能 —— 而 GmLEC1 的轉(zhuǎn)錄激活功能對種子正常發(fā)育、物質(zhì)積累至關(guān)重要，這一發(fā)現(xiàn)清晰揭示了 SW14 調(diào)控種子性狀的分子路徑。

 更具育種應(yīng)用價值的是，團隊通過等位基因分析發(fā)現(xiàn)，優(yōu)良等位基因 SW14H3 在大豆馴化過程中經(jīng)歷了明確的人工選擇，且在實驗中展現(xiàn)出顯著提升大豆產(chǎn)量的潛力。這一優(yōu)良等位基因的發(fā)掘，為后續(xù)大豆高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)分子育種提供了關(guān)鍵靶點與重要基因資源。

我園柔性引進人才、華南植物園農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)研究中心主任侯興亮研究員為論文通訊作者。張春雨副研究員、李尉郡和譚翠容為共同第一作者，廬山植物園黃銘坤副研究員、華南植物園武歡，劉書，劉虹潔、李曉明，廣州大學(xué)劉寶輝教授、孔凡江教授、南洋理工大學(xué)繆巖松教授等參與重要工作，該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和廣東省自然科學(xué)基金等項目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-63582-0