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最新研究：野生和栽培大豆的進化路線包括四個階段

工人日報-中工網(wǎng)記者 黃哲雯

近日，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所大豆優(yōu)異基因資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用團隊聯(lián)合國內(nèi)外科研機構(gòu)，通過解析大豆地理擴張與育種的全基因組特征，提出大豆進化路線，發(fā)掘了大豆不同進化階段受到選擇的候選基因，從中克隆了一個重要的開花基因GmSPA3c。研究成果在線發(fā)表在《中國科學：生命科學（SCIENCE CHINA Life Sciences)》上。

我國是大豆起源地，國家農(nóng)作物種質(zhì)資源庫內(nèi)收集了4萬余份大豆種質(zhì)資源，無論從數(shù)量還是多樣性上，在世界范圍內(nèi)都是最為豐富的。該研究團隊前期構(gòu)建的可代表我國大豆種質(zhì)資源遺傳多樣性的初選核心種質(zhì)，為解析大豆地理擴張與育種的全基因組特征奠定了材料基礎(chǔ)。

為了對包含早期馴化、種植區(qū)域擴展和遺傳改良在內(nèi)的大豆進化史進行解析，研究團隊以構(gòu)建的初選核心種質(zhì)為主，選取了2214份具有代表性的大豆種質(zhì)資源，并利用基于基因組重測序的遺傳變異信息進行了系統(tǒng)發(fā)育樹、種群結(jié)構(gòu)和種群歷史分析，研究提出了野生和栽培大豆的進化路線包括四個階段。

第一階段對應(yīng)于野生大豆從我國南部向北部的擴張，第二階段是地方品種在我國黃河流域的馴化過程，第三階段是地方品種從我國黃河流域向南、向北擴張，第四階段是當?shù)馗牧歼^程。研究發(fā)現(xiàn)，在大豆地方品種的擴張中，遺傳滲入主要來自當?shù)兀ㄍ颍┑囊吧蠖狗N群，而非異域野生大豆種群，這表明當?shù)匾吧蠖沟倪z傳滲入促進了當?shù)氐胤狡贩N的適應(yīng)性。

研究還鑒定到在野生大豆的擴散、馴化、地方品種的擴張和隨后的改良過程中受到選擇的基因組信號。考慮到花期在大豆傳播和適應(yīng)中的重要性，研究人員著重對花期調(diào)控通路中的候選基因進行了分析，結(jié)果表明花期的適應(yīng)是一個連續(xù)的過程。通過基因編輯，研究人員驗證了GmSPA3c基因具有花期調(diào)節(jié)的功能，推測是經(jīng)典開花基因E7的候選功能基因。該研究通過解析大豆地理擴張與育種的全基因組特征，揭示了大豆的進化歷史，為規(guī)?；l(fā)掘優(yōu)異基因資源、定向培育新品種奠定了基礎(chǔ)。