东北地理所等破译大豆中控制生育期及光周期反应最大基因

　　上个世纪20年代，人们发现了控制大豆开花期基因的存在。1971年，Bernard将控制大豆开花期基因的最大的位点基因定名为E1。但由于该基因位于第六号染色体（LG C2）中心粒着丝点附近，遗传重组率低极低，致使人们一直未揭开该基因的神秘面纱。

　　中科院东北地理与农业生态研究所夏正俊研究员与日本科学家一道，经过潜心研究与大量试验，用最为经典的图位克隆法一步一步准确地将E1基因克隆出来。

　　研究人员首先将两个含有不同E1基因型的近等基因系进行杂交，获得用于图位克隆的遗传群体。最初，通过含有1,442个体的群体将E1基因定位于289kb区域内，因该区域内还含有众多基因，需进一步深入进行精细图位克隆。夏正俊独自用了三个月时间，手工一个一个地从13,760个种子钻中取组织提取DNA，并进行基因型鉴定，从中获得了10个极其珍贵的重组体。通过重组体后代的表型分离，将E1基因定位于17.4kb区域，在该区域内只有一个候选基因（图1）。

　　研究结果证明：该基因为一类新型的豆科作物特有的转录因子，含有一个核定位信号，C端含有与植物转录因子B3远缘相近的结构域。研究同时发现，在生产上非常重要的多个该基因的突变类型，均与大豆的光周期的不敏感性相关联（图2）。初步表明该基因为大豆为短日照作物重要的决定因子。

　　该基因的成功克隆是1920年大豆光周期反应发现近百年来的重要成果之一。进一步研究其作用机理，可使人们了解大豆独特的光周期及开花调控，对揭开大豆光周期反应及生育期调控之谜具有重要价值，同时对大豆产量性状基因克隆，指导大豆品种选育、分子育种设计及品种布局等具有重要意义。

　　该文章刊载在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。夏正俊研究员为论文第一作者及通讯作者之一，东北地理所翟红、吕世翔、吴红艳为论文共同作者。

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图1. 大豆生育期基因E1的图位克隆

图2. 大豆生育期基因E1对生育期（开花期与成熟期）的影响。E1基因抑制大豆的开花与成熟（右），而E1基因的变异引发大豆对光周期的不敏感性，致使大豆开花及成熟期提前（左）。