PBJ｜中国农科院刘斌/南京农大赵团结合作揭示匍匐茎1基因通过调节生长素的定向运输来调控大豆抗倒性

学术 2024-11-20 20:02 英国

近日，中国农科院刘斌团队和南京农业大学赵团结团队联合在权威杂志Plant Biotechnology Journal在线发表了题为“CREEPING STEM1 Regulates Directional Auxin Transport for Lodging Resistance in Soybean”的研究论文。该研究揭示了CS1基因调控大豆抗倒伏的遗传机制，并进一步探讨了利用CS1基因增强作物抗倒伏性及提升产量的潜在应用价值和具体策略。

大豆作为全球范围内的重要农作物，在高密度种植条件下常常面临倒伏问题，这一现象常常引发严重的产量损失。尽管已有广泛的研究，但大豆抗倒伏能力的遗传机制尚未完全揭示。

在本研究中，作者利用一个经EMS诱变获得的倒伏突变体cs1，通过图位克隆法鉴定到一个与倒伏性相关的关键基因CS1，该基因编码一种HEAT-repeat蛋白，该蛋白通过调控淀粉体沉积来调节下胚轴向地性。功能分析表明，CS1活性的丧失破坏了植物极性生长素运输、维管束发育以及纤维素和木质素的生物合成，最终导致植物过早倒伏和根系发育异常。反之，在高种植密度条件下，增加CS1表达量可显著增强植株抗倒伏能力，提高产量。以上研究为大豆抗倒伏研究提供了新的基因资源，同时展现了CS1基因在大豆品种改良中潜在的应用价值。

南京农业大学已毕业博士生、现北京大北农科技集团股份有限公司和中国农业科学院作物科学研究所联合培养博士后许志永，中国农业科学院作物科学研究所博士后张丽雅为本论文的第一作者，中国农业科学院作物科学研究所刘斌研究员、南京农业大学赵团结教授和中国农业科学院作物科学研究所赵涛副研究员为该论文通讯作者。南京农业大学孔可可博士（已任职九江学院）、孔杰杰实验师（已任职宜春学院）、北京大北农科技集团股份有限公司刘艺博士、中国农业科学院作物科学研究所姬荣桓助理研究员、刘军副研究员、李宏宇研究员、任玉龙研究员和周文彬研究员也参与了该项研究。本研究得到了国家自然科学基金 [32072091,32171965]、北京市博士后科研基金，中国农业科学院创新项目和国家重点研发项目（2021YFD1201603）等项目资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14503

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