近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物生物信息學(xué)及應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了弱藍(lán)光遮蔭信號(hào)誘導(dǎo)大豆葉片衰老的分子機(jī)制，創(chuàng)制了具有抗葉片衰老特性的耐蔭突變體，為培育耐密高產(chǎn)大豆新品種提供了育種新材料。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《自然·通訊（Nature Communications）》上。
葉片衰老受葉齡、植物激素等內(nèi)源性因素和光照、溫度、壓力等外源性條件共同調(diào)節(jié)。遮蔭、干旱、病蟲害等不良環(huán)境均可能導(dǎo)致葉片早衰，嚴(yán)重影響作物光合效率和營養(yǎng)再分配，從而降低產(chǎn)量。因此，深入探究葉片衰老調(diào)控機(jī)制對優(yōu)化作物生產(chǎn)性能具有重要意義。
研究發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)紅光和弱藍(lán)光通過不同途徑調(diào)控大豆葉片衰老，而兩者疊加會(huì)加速衰老進(jìn)程。在弱藍(lán)光誘導(dǎo)葉片衰老過程中，大豆中藍(lán)光受體隱花色素發(fā)揮主要作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，弱藍(lán)光通過上調(diào) GmWRKY100 基因表達(dá)誘導(dǎo)葉片早衰。該研究以天隆一號(hào)為親本，敲除了 GmWRKY100 基因，構(gòu)建了具有抗葉片衰老特性的耐蔭突變體株系。在北京地區(qū)的田間試驗(yàn)顯示，突變體的底部葉片衰老明顯延遲，顯著提高了試驗(yàn)區(qū)大豆產(chǎn)量。該研究為開發(fā)適合密植栽培的高產(chǎn)大豆新品種提供了新基因資源和育種新材料。
該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45086-5
