近日，Molecular Plant在线发表了中国科学院华南植物园侯兴亮研究团队题为Dt1 inhibits SWEET-mediated sucrose transport to regulate photoperiod-dependent seed weight in soybean的研究论文。
大豆是一种光周期敏感的短日照作物，其生育期和产量受光周期变化的影响非常大。种子粒重是决定大豆产量的关键性状之一，然而，控制大豆种子粒重的关键基因及其光周期效应的机制尚不清楚。该研究利用大豆重组自交系群体，通过图位克隆的方法鉴定到一个控制种子粒重的关键基因Dt1。进一步研究发现，长日照条件下，Dt1在种子发育过程高表达，其蛋白与蔗糖转运蛋白GmSWEET10a相互作用，负向调节蔗糖从种皮向胚的输入，从而调节种子发育。然而，短日照光周期条件下，Dt1的转录水平非常低，不参与种子发育调控。此外，研究还发现了Dt1 的一种新自然等位基因（H4单倍型），该单倍型可以解耦其对种子大小和生长习性的多效性作用，即在种子发育调控中保持功能，但不影响大豆的茎生长习性。研究结果为揭示不同纬度大豆种子发育对光周期的响应提供了新的见解，也为通过控制种子粒重和生长习性来提高大豆产量提供了新的基因资源。
Dt1调控光周期依赖的大豆种子重量/大小的模型
侯兴亮课题组近年来在大豆光周期调控低纬度适应性及种子发育的研究中取得了一系列进展（Lu et al., Nature Genetics, 2017；Yu et al., Nature Plants, 2023）。这篇论文进一步揭示了光周期通过Dt1介导蔗糖转运调控大豆种子发育的重要功能。李晓明副研究员、陈中惠博士、广州大学李海洋博士和岳琳博士为该论文的共同第一作者，侯兴亮研究员和广州大学孔凡江教授为共同通讯作者。杨子银研究员课题组和华南农业大学的林飞博士提供了实验技术支持。
该研究得到了国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划和中科院先导专项的资助。
论文链接： https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.02.007
参考文献：
Sijia Lu#, Xiaohui Zhao#, Yilong Hu#, Shulin Liu#, Haiyang Nan#, Xiaoming Li, Chao Fang, Dong Cao, Xinyi Shi, Lingping Kong, Tong Su, Fengge Zhang, Shichen Li, Zheng Wang, Xiaohui Yuan, Elroy R. Cober, James L. Weller, Baohui Liu*, Xingliang Hou*, Zhixi Tian*, Fanjiang Kong*. Natural variation at the soybean J locus improves adaptation to the tropics and enhances yield. Nature Genetics, 2017, 49:773-77.
Bin Yu#, Xuemei He#, Yang Tang#, Zhonghui Chen, Limeng Zhou, Xiaoming Li, Chunyu Zhang, Xiang Huang, Yuhua Yang, Wenbin Zhang, Fanjiang Kong, Yansong Miao, Xingliang Hou* & Yilong Hu*. Photoperiod controls plant seed size in a CONSTANS-dependent manner. Nature Plants. 2023, 9:343-354.