近日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王應(yīng)祥課題組在Plant, Cell & Environment雜志在線發(fā)表綜述，題為“Soybean Cultivation in Low‐Latitude Regions: Adaptive Strategies for Sustainable Production”，綜述了大豆適應(yīng)低緯度環(huán)境的潛在機(jī)制，提出低緯度地區(qū)大豆的適應(yīng)策略——“北豆南移”方案，為加速大豆品種的廣適性育種和大豆在低緯度地區(qū)的推廣提供了理論依據(jù)。

 

　　栽培大豆（Glycine max（L.）Merr.）是重要的糧油飼兼用作物，也是最主要的植物油和蛋白來源。當(dāng)前，我國大豆自給率低于20%，超80%依賴進(jìn)口，這已成為國家糧食安全的短板。擴(kuò)大種植面積是我國當(dāng)前提高大豆自給率的有效途徑之一。

 

　　北回歸線以南的華南地區(qū)，氣候全年適宜大豆種植，且擁有大量適宜輪作種植早熟大豆的潛在耕地，冬閑田擴(kuò)種大豆的潛力巨大?；诖?，“北豆南移”方案應(yīng)運(yùn)而生——通過運(yùn)用農(nóng)藝創(chuàng)新與氣候適應(yīng)性育種技術(shù)，將大豆種植向我國北回歸線以南的低緯度地區(qū)拓展。以重振大豆在我國的歷史地位，提升糧食安全保障水平。

 

　　該方案包含三大核心維度：一是依托中國南方熱帶和亞熱帶氣候優(yōu)勢，培育適應(yīng)性廣的新大豆品種，創(chuàng)新種植范式與配套技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)全年多季種植，提高土地復(fù)種指數(shù)，達(dá)成北回歸線以南地區(qū)周年大豆生產(chǎn)目標(biāo)。二是區(qū)域拓展：將成功經(jīng)驗(yàn)推廣至緯度相近的“一帶一路”國家，推動(dòng)全球南方大豆產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展；三是全球整合：系統(tǒng)推進(jìn)南半球大豆種植，構(gòu)建國際育種生產(chǎn)基地網(wǎng)絡(luò)，打造國內(nèi)外供應(yīng)鏈的協(xié)同“雙循環(huán)”框架。

 

　　文中還提出實(shí)施方案：運(yùn)用環(huán)境基因型分析，平衡短日照、極端溫度等環(huán)境壓力，識別影響大豆適應(yīng)性的環(huán)境協(xié)變量，建立提升產(chǎn)量穩(wěn)定性與適應(yīng)性的預(yù)測育種框架。針對低緯度地區(qū)改良基因型，借助系統(tǒng)發(fā)育學(xué)法，結(jié)合大豆基因組重測序技術(shù)，收集適應(yīng)性性狀數(shù)據(jù)。利用基因組選擇，實(shí)現(xiàn)抗逆性預(yù)測、等位基因劑量優(yōu)化、適應(yīng)性圖譜繪制和氣候智能型作物培育等關(guān)鍵技術(shù)突破。通過精準(zhǔn)基因組學(xué)、合成生物學(xué)、轉(zhuǎn)基因和基因編輯育種技術(shù)，培育適應(yīng)低緯度環(huán)境的優(yōu)良大豆品種。同時(shí)，將人工智能與組學(xué)工具相結(jié)合，加速基因鑒定，助力環(huán)境適應(yīng)型智能大豆育種。此外，實(shí)施綜合病害管理策略，開發(fā)高效養(yǎng)分利用的大豆品種，篩選適應(yīng)當(dāng)?shù)氐母鼍约伴_發(fā)細(xì)菌肥料，促進(jìn)生態(tài)平衡和可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展，最終培育出聚合光不敏感、耐溫度脅迫、抗病且固氮效率高的優(yōu)良性狀大豆品種。

 

　　華南農(nóng)業(yè)大學(xué)和韶關(guān)學(xué)院博士后徐婧為論文第一作者，廣東省高等學(xué)校未來作物精準(zhǔn)育種基礎(chǔ)研究卓越中心、嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室、廣東省農(nóng)業(yè)生物發(fā)育與環(huán)境適應(yīng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、南方大豆創(chuàng)新研究院、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王應(yīng)祥教授、郭長奎教授和農(nóng)學(xué)院程艷波教授為論文共同通訊作者。本研究得到了國家生物育種重大科技專項(xiàng)、廣東省珠江人才計(jì)劃以及華南農(nóng)業(yè)大學(xué)雙一流學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目的支持。

 

　　近期，王應(yīng)祥教授團(tuán)隊(duì)圍繞大豆適應(yīng)熱帶亞熱帶氣候以及實(shí)現(xiàn)周年多季種植來提升土地復(fù)種指數(shù)方面，已取得系列進(jìn)展：1、解析了組蛋白去甲基化酶GmLDL2調(diào)控大豆適應(yīng)低緯度地區(qū)開花時(shí)間的遺傳基礎(chǔ)，并挖掘了優(yōu)異單倍型，為“北豆南移”的低緯度短日照適應(yīng)性改良提供了新的基因資源；2、聯(lián)合多組學(xué)技術(shù)揭示了南北大豆資源應(yīng)對低溫脅迫的不同響應(yīng)策略；3、從DNA甲基化動(dòng)態(tài)重塑與小RNA的協(xié)同調(diào)控緯度，解析了南北大豆資源響應(yīng)南方冬夏生境差異的適應(yīng)性機(jī)制。相關(guān)結(jié)果在Nature Communications、Plant Biotechnology Journal和Plant Cell & Environment等期刊連續(xù)發(fā)表，不僅豐富“北豆南移”環(huán)境適應(yīng)理論，更建立起從“冷脅迫應(yīng)答-表觀重編程-開花調(diào)控”的完整分子設(shè)計(jì)育種體系，為培育廣適應(yīng)性大豆品種提供了重要位點(diǎn)，也將助力全球南方大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

 

　　原文鏈接：

 

　　https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.70064

 

　　https://www.nature.com/articles/s41467-025-61328-6

 

　　http://doi.org/10.1111/pbi.70243

 

　　https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pce.15492