株高和開花時間是影響大豆適應性和產量的重要的農藝性狀，這些性狀不僅受內源遺傳因子的控制，而且還受到外界環(huán)境信號的影響。光信號作為主要的環(huán)境信號可以調節(jié)植物的形態(tài)建成和生長發(fā)育，植物通過光受體來感知光質和光強變化從而調節(jié)植物體內下游基因的表達。其中，光敏色素是一類研究最為廣泛的吸收紅光和遠紅光可逆轉化的光受體，其在植物的整個生長發(fā)育過程中具有重要的調控作用，因此，對光敏色素功能及其對大豆農藝性狀調控的研究尤為重要。

 

　　本研究通過正向遺傳學方法，篩選得到大豆節(jié)間伸長及開花時間提前的突變體Gmlin1（Glycine max long internode1），通過BSA測序方法定位候選基因GmHY2a，該基因編碼參與光敏色素生色團合成的PΦB合成酶。本研究證明GmHY2a突變后影響了光敏色素蛋白在細胞核中的積累，從而影響植株在紅光及遠紅光下的光形態(tài)建成。此外，Gmlin1突變體在正常光照下表現出組成型避蔭反應，但在模擬避蔭條件下比野生型表現得更耐蔭，這為大豆密植和間作提供了理論參考和基因資源；同時，Gmlin1突變體在長日照處理下開花時間顯著提前，對光周期的敏感性降低，可擴大大豆的種植地域。該研究表明GmHY2a在大豆光敏色素生物合成以及大豆種植適應性中發(fā)揮重要作用，該研究工作增加了光敏色素信號在介導大豆生長發(fā)育和生理功能中的理解，并提出了光誘導的表型可塑性在改良潛在農藝性狀中的重要性。

 

　　該研究結果以題為“GmHY2a encodes a phytochromobilin synthase that regulates internode length and flowering time in soybean”發(fā)表在國際期刊Journal of Experimental Botany上。中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所博士研究生張芷睿為第一作者，楊素欣研究員為通訊作者。此項研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院和海南崖州灣種子實驗室的資助。

 

　　論文信息：

 

　　Zhirui Zhang, Suxin Yang*, Qiushi Wang, Hui Yu, Beifang Zhao, Tao Wu, Kuanqiang Tang, Jingjing Ma, Xinjing Yang, Xianzhong Feng. （2022）。 GmHY2a encodes a phytochromobilin synthase that regulates internode length and flowering time in soybean. Journal of Experimental Botany.

 

　　原文鏈接：

 

　　https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erac318/6659691