中国科学院植物所揭示豆科果荚炸裂抗性及其遗传调控的进化机制

　　果荚炸裂对野生豆科植物种子传播及适应性具有重要意义，也是造成豆科作物种子流失、产量减少等不利农业生产的关键因素之一。目前，豆科植物果荚炸裂抗性的形成及其进化机制尚不清楚。

 

　　中国科学院植物研究所贺超英研究组利用大豆染色体片段代换系鉴定到两个调控果荚炸裂的位点qPdh1和qPSH1。其中qPdh1起主效作用，Pdh1功能丧失型（LoF）变异是调控栽培大豆果荚炸裂抗性的主要遗传基础。进一步，分析发现，Pdh1的LoF等位变异起源于我国黄淮地区的野大豆，并在栽培大豆的驯化过程中被选择。在栽培大豆中，Pdh1的LoF变异由黄淮地区向北部和东北部等地区传播并扩散。这一地理分布及演化模式的形成与降水量变化显著相关，而Pdh1功能基因型的表达量对环境的应答与裂荚性状可塑性之间存在显著相关。研究还发现，Pdh1起源于暖季型豆科植物，其直系同源基因在菜豆、豇豆、绿豆等相关作物的驯化过程中被平行选择。

 

　　该研究对探讨豆科植物果荚炸裂性状的可塑性和适应性的进化机制具有重要的科学意义，并对豆科作物裂荚抗性育种具有现实的指导意义。

 

　　近日，相关研究成果在线发表在《新植物学家》（New Phytologist）上。研究工作得到国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年科学基金和中国科学院重点部署项目等的支持。东北农业大学、杭州师范大学的科研人员参与研究。