我校农学院课题组解析GmUGT88A1基因协同调控大豆抗病性、异黄酮和粒重的分子机制
管理员 2025年02月09日 18:11 浏览次数:

1月27日,我校农学院赵雪、李永光、韩英鹏课题组在国际知名期刊《Plant Biotechnology Journal》(IF=13.2,中科院1区Top期刊)在线发表了题为“Multi-omics analysis identified theGmUGT88A1gene, which coordinately regulates soybean resistance to cyst nematode and isoflavone content”的研究论文。研究揭示了编码葡糖糖基转移酶的GmUGT88A1基因协同调控大豆对SCN的抗性、异黄酮含量和粒重的分子网络,为大豆多性状协同改良奠定了重要基础,该成果是我校承担国家重点研发计划“揭榜挂帅”项目子课题的标志性成果。

该研究从抗大豆胞囊线虫(SCN,Heterodera glycines)的高异黄酮大豆种质东农L-10中发现主效抗病位点Rscn16是介导大豆对胞囊线虫病的广谱抗性位点,并发现该位点通过苯丙烷代谢通路参与大豆对胞囊线虫病的抗性。精细定位和基因功能研究发现编码异黄酮-7-O-葡糖糖基转移酶的GmUGT88A1基因为该位点的关键基因。GmUGT88A1过表达植株SCN的抗性增加,而GmUGT88A1的RNA干扰植株抗性降低,取决于异黄酮糖苷含量的变化。同时GmUGT88A1基因正向影响大豆籽粒大小和粒重。通过酵母单杂交、荧光素酶互补实验和凝胶迁移实验证明GmMYB29与GmUGT88A1启动子互作激活异黄酮合成代谢通路继而增强大豆胞囊线虫病的抗性。

该研究解析了GmUGT88A1基因所在分子网络GmMYB29-GmCHS8/GmIFS2-GmUGT88A1的作用机制,该分子模块在大豆异黄酮、抗病性和产量的协同改良方面具有广阔的应用前景。农学院校友姜海鹏博士、在读博士研究生曲硕和在读硕士生刘芳为论文共同第一作者,韩英鹏教授、李永光教授和赵雪教授为该研究工作的共同通讯作者。东北农业大学为第一署名单位。研究工作得到了“十四五”国家重点研发计划“揭榜挂帅”重点专项(2021YFF1001204)及国家自然科学基金等项目的资助。

据悉,我校大豆基因组学及分子育种团队致力于大豆重要性状的遗传解析、大豆育种技术提升和种质创新研究与实践。团队主持“十三五”“十四五”国家重点研发计划课题、国家自然科学基金区域创新发展联合项目、国家自然科学基金面上项目、科技部国家973前期项目等国家和省部级课题20余项,获国家科技进步二等奖1项,黑龙江省科技进步二等奖3项。团队发表SCI收录论文120余篇,获授权发明专利20余项,审定品种12个。团队注重人才培养,近年来培养的研究生被广州大学、海南大学、八一农垦大学、青岛农业大学、黑龙江省农科院等国内大专院校和科研院所作为优秀青年人才引进,人才培养质量和水平广受业内认可。

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