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2015年6月29日中文  |  English

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我校农学院赵琳研究员在国际知名期刊Plant Physiology上发表研究论文

6月4日,国际知名期刊《PlantPhysiology》(中科院1区Top期刊,IF=7.520 (5-yr))在线发表了欧洲杯线上买球农学院赵琳、李文滨课题组—“GmRAVconfers ecological adaptation through photoperiod control of flowering time and maturity in soybean”的研究论文。该论文是我校首次以第一作者单位在《PlantPhysiology》期刊上发表的研究成果。

王禹贺、许崇晶、孙嘉璠、董立冬、李敏敏为共同第一作者,赵琳研究员为通讯作者,该项研究得到国家重点研发计划“七大农作物育种”重点专项、国家自然科学基金、转基因新品种培育重大专项、黑龙江省自然科学基金(重点项目)科研项目的支持。该研究揭示了大豆特异的光周期调控开花的PHYA(E3E4)-GmRAV-GmFT5a遗传网络,阐明了GmRAV基因提高大豆低纬度适应性的分子机制。

光周期严格控制着大豆(Glycine max)营养生长和生殖阶段。不同的大豆品种表现出不同的开花和成熟期模式,这有助于它们适应不同的生态环境。然而,由于大豆是一种典型的光周期敏感性短日照植物,其种植区域仅被限制在非常狭窄的纬度范围内。虽然低纬度短日照条件能够促进大豆开花和成熟,但仍需要开花抑制因子延长营养生长以获得最大的产量潜力。开花时间和成熟期是决定大豆生产力的关键因素,它们受多个基因和位点的调控。通过多态性-生育期关联分析发现,GmRAV启动子上的6个SNP位点(M18、M30、M47、M60、M64、M66)与大豆在一种或多种环境中的花期和熟期显著相关。序列多态性较低的大豆品种其生育期更长,有助于大豆适应低纬度地区生长。GmRAV启动子上的顺式作用元件GT1CONSENSUS基序(M30_major allele)控制大豆生育期,通过降低GmRAV表达水平来缩短初粒期-初熟期(R5-R7)的时间。与对照植株相比,GmRAV过表达转基因株系的开花时间和成熟期延迟,株高矮。镀考跎。而抑制GmRAV的表达则导致开花时间和成熟期提前,株高增加。结合DNA亲和纯化测序(DAP-seq)和转录组测序(RNA-seq)分析发现,154个推测的差异表达靶基因可能与GmRAV直接结合并受其转录调控。DAP-seq鉴定出GmRAV 的两个结合基序[C(A/G)AACAA(G/T)A(C/T)A(G/T)]和 [C(T/A)A(C)C(T/G)CTG],推测GmRAV与该基序直接结合并调控靶基因的表达。大豆光受体E3/E4诱导GmRAV基因的表达,GmRAV通过直接结合下游GmFT5a基因的CAACA基序抑制其转录活性来延长大豆的生育期。本研究阐明了GmRAV自然变异与生态适应区域的分布规律,以及GmRAV调控大豆开花时间和成熟期的分子机制,为进一步培育适应不同生态类型的大豆品种奠定理论研究基础。

赵琳研究员简介:博士生导师,2007年在大豆生物学教育部重点实验室工作,2013年晋升为研究员,2015-2016年在美国华盛顿大学做访问学者研究,获得黑龙江省高等学校青年创新人才、欧洲杯线上买球“学术骨干”等称号。本课题组多年以来对大豆光周期调控的开花途径进行了长期系统和深入的研究,并取得了一系列进展。主持国家自然科学基金4项、转基因生物新品种培育科技重大专项、国家重点研发计划子课题等科研项目15项。以第一和通讯作者发表SCI论文14篇,累计影响因子56.67,包括中科院大类二区 Top 期刊《 The Plant Journal 》(IF=6.141)、《Journal of Experimental Botany 》 (IF=5.908)等。获授权发明专利8项,独著专著2部。培养博硕士20余名。

论文网址:https://doi.org/10.1093/plphys/kiab255

供稿/农学院)

发布机构: | 责任编辑:李慧姝 | 发布时间:2021-06-08 15:32 | 浏览人次

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