大豆光敏色素功能的研究进展

来源：中国科学院东北地理研究所2022年10月11日15:30

株高和开花时间是影响大豆适应性和产量的重要农艺性状。这些性状不仅受内源性遗传因素控制，还受外部环境信号的影响。光作为主要的环境信号，可以调节植物的形态发生和生长。

株高和开花时间是影响大豆适应性和产量的重要农艺性状。这些性状不仅受内源性遗传因素控制，还受外部环境信号的影响。光作为主要的环境信号，可以调节植物的形态发生和生长发育。植物可以通过光感受器感知光质和光强的变化，从而调节植物下游基因的表达。其中，光敏色素是研究最广泛的能吸收红光和远红光的光感受器，在植物生长发育的全过程中起着重要的调节作用。因此，研究光敏色素的功能及其对大豆农艺性状的调控显得尤为重要。

本研究利用正向遗传学方法，筛选出一个大豆节间伸长、开花时间提前的突变体GM Lin 1(Glycine max long internode 1)。通过BSA测序法对候选基因GmHY2a进行了定位，该基因编码大豆光敏色素生色团合成途径中的P B合酶。本研究证明GmHY2a突变影响了细胞核内光敏色素蛋白的积累，从而影响了红光和远红光下植物的光形态。此外，Gmlin1突变体在正常光照下表现出组成型避荫反应，但在模拟避荫条件下比野生型更耐阴，这为大豆密植和间作提供了理论参考。同时，Gmlin1突变体在长日照处理下开花时间显著提前，对光周期的敏感性降低，为大豆种植向高纬度扩展提供了育种材料和基因资源。本研究表明GmHY2a在大豆光敏色素的生物合成和大豆的种植适应性中起着重要的作用。这项研究工作增加了对光敏色素信号介导的大豆生长发育的了解，提出了光诱导表型可塑性在改良潜在农艺性状中的重要性。

图一。大豆野生型Williams 82和突变体Gmlin1之间的表型差异。

该研究成果发表在《国际实验植物学杂志》上，标题为gmhy2a编码了一种植物色原蛋白合成，调节大豆节间长度和开花时间。中国科学院东北地理与农业生态研究所博士生张志瑞为第一作者，杨素馨研究员为通讯员。这项研究得到了中国、中国科学院和海南亚洲湾种子实验室的支持。

纸张：

张志瑞、杨素馨*、王秋实、俞慧、赵北芳、唐宽强、杨新静、冯。(2022).GmHY2a编码一种调节大豆节间长度和开花时间的植物色素胆素合酶。实验植物学杂志。

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