大豆(Glycine max L. Merr.)是全球重要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物，也是人類優(yōu)質(zhì)蛋白和飼料蛋白的重要來源。盡管大豆原產(chǎn)于中國，但當(dāng)前我國大豆供需矛盾突出，國內(nèi)產(chǎn)能無法滿足實(shí)際需求，約85%的需求依賴進(jìn)口。因此，提高大豆單產(chǎn)并改善品質(zhì)已成為當(dāng)務(wù)之急。種子大小和油脂蛋白含量是影響大豆產(chǎn)能的關(guān)鍵農(nóng)藝性狀，鑒定調(diào)控大豆種子性狀的關(guān)鍵基因并解析其分子機(jī)制，對(duì)利用分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大豆新品種具有重要的意義。

中國科學(xué)院華南植物園侯興亮團(tuán)隊(duì)研究通過全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)及QTL定位，在14號(hào)染色體上鑒定出一個(gè)與百粒重顯著相關(guān)的穩(wěn)定信號(hào)區(qū)間，并確定了一個(gè)調(diào)控大豆百粒重及品質(zhì)的關(guān)鍵基因SW14。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，SW14與植物種子發(fā)育核心調(diào)控因子Leafy Cotyledon1(LEC1)在大豆中的同源基因GmLEC1a/b發(fā)生互作，抑制了GmLEC1在種子發(fā)育過程中介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄激活功能。進(jìn)一步分析顯示，優(yōu)良等位基因SW14H3在大豆馴化過程中經(jīng)歷了人工選擇，并展現(xiàn)出提高大豆產(chǎn)量的應(yīng)用潛力。

研究團(tuán)隊(duì)致力于大豆種子發(fā)育及環(huán)境適應(yīng)性研究，并取得了一些重要進(jìn)展(Yu et al., Nature Plants, 2023;Li et al., Molecular Plant, 2024;Lu et al., Nature Genetics, 2017)。該研究進(jìn)一步揭示了大豆種子粒重與品質(zhì)形成的分子調(diào)控機(jī)制。張春雨副研究員近年來聚焦NF-Y類轉(zhuǎn)錄因子在植物生長發(fā)育中的功能研究(Zhang et al., JIPB, 2021;Zhang et al., Plant Cell, 2023;Yao et al., Plant Journal, 2025)，其研究方向已從模式植物擬南芥逐步拓展至重要農(nóng)作物大豆。

相關(guān)研究成果以“Natural allelic variation in SW14 determines seed weight and quality in soybean”為題近日在線發(fā)表在Nature Communications(《自然—通訊》)上。中國科學(xué)院華南植物園副研究員張春雨、已畢業(yè)碩士生李尉郡和博士后譚翠容共同擔(dān)任第一作者，侯興亮研究員與張春雨副研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金和廣東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-63582-0

圖. 大豆SW14的定位及克隆