果實(shí)落�？剐宰鳛楣糯祟�(lèi)首先選擇的重要農(nóng)藝性狀被認(rèn)為是作物馴化的里程碑。栽培大豆是人類(lèi)最重要的植物油和蛋白來(lái)源，其果實(shí)的裂莢抗性是重要的馴化性狀。20世紀(jì)90年代以來(lái)，人們一直在利用多種手段試圖找到這一性狀的控制基因，但均未取得突破。
中國(guó)科學(xué)院植物研究所王印政研究組針對(duì)栽培大豆果實(shí)裂莢抗性這一關(guān)鍵馴化性狀展開(kāi)了全面而深入的研究。研究人員首先發(fā)現(xiàn)果莢腹縫線(xiàn)維管束細(xì)胞壁劇烈增厚的纖維帽細(xì)胞（Fiber Cap Cells, FCC）是決定栽培大豆果實(shí)裂莢抗性的關(guān)鍵細(xì)胞結(jié)構(gòu)，而離層細(xì)胞在野大豆和栽培大豆之間并沒(méi)有發(fā)生變化。他們進(jìn)一步開(kāi)展了免疫組織化學(xué)蛋白定位、激光捕獲顯微切割微量組織基因表達(dá)分析、基因功能互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)、遺傳學(xué)分析、大區(qū)段基因組(365kb)人工選擇痕跡的檢測(cè)以及相關(guān)功能元件的發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證等一系列研究。結(jié)果顯示，從野大豆到栽培大豆的馴化過(guò)程中強(qiáng)烈的人工選擇使NAC基因家族SHAT1-5基因上游4kb處的一個(gè)抑制子被徹底清除，使SHAT1-5在栽培大豆纖維帽細(xì)胞中的表達(dá)劇烈上調(diào)，表達(dá)強(qiáng)度較野大豆提高了15倍，導(dǎo)致其次生壁顯著加厚，從而有效阻止了果莢的自然開(kāi)裂過(guò)程。HAT1-5基因座位的強(qiáng)烈人工選擇導(dǎo)致栽培大豆基因組第16號(hào)染色體產(chǎn)生～116kb區(qū)段的DNA多態(tài)性選擇性清除。該機(jī)制與禾谷類(lèi)作物由離層的失去導(dǎo)致落�？剐缘姆肿訖C(jī)制完全不同。該基因及其相關(guān)調(diào)控機(jī)制在豆類(lèi)新品種培育和分子育種中具有重要應(yīng)用前景。
2月19日，研究結(jié)果在國(guó)際期刊Nature Communications上以Pod shattering-resistance associated with domestication is mediated by a NAC gene in soybean 為題在線(xiàn)發(fā)表。論文的第一作者是董陽(yáng)博士。
該研究工作得到國(guó)家科技基礎(chǔ)性工作專(zhuān)項(xiàng)和國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目的資助。
