Ген SW14 сои играет двойную роль в повышении урожайности и качества культуры
Соя — критически важная во всем мире масличная и экономическая культура, являющаяся основным источником высококачественного белка для питания человека и животных.
Среди агрономических признаков, определяющих её продуктивность, размер семян и баланс между содержанием масла и белка считаются ключевыми. Поэтому идентификация генов, управляющих этими признаками, и выяснение их молекулярных механизмов необходимы для создания высокоурожайных и качественных сортов сои с помощью молекулярного селекционного дизайна.
С помощью полногеномного поиска ассоциаций (GWAS) и картирования локусов количественных признаков (QTL) исследовательская группа под руководством профессора Хоу Синляна из Южно-Китайского ботанического сада Китайской академии наук идентифицировала ген Nuclear Factor-YA (NF-YA) на хромосоме 14, который они назвали Seed Weight 14 (SW14).
Функциональный анализ показал, что SW14 играет двойную регуляторную роль: он положительно увеличивает массу семян и содержание белка, одновременно отрицательно регулируя содержание масла — и всё это без влияния на другие ключевые агрономические признаки растения сои. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Дальнейшие исследования раскрыли молекулярный механизм действия SW14. Ген взаимодействует с GmLEC1a/b — соевыми гомологами Leafy Cotyledon1 (LEC1), ключевого регулятора развития семян. Это взаимодействие нарушает формирование неканонического NF-Y комплекса, который в норме состоит из GmLEC1, GmNF-YC2 и GmbZIP67. Разрушая этот комплекс, SW14 ингибирует процесс транскрипционной активации, опосредованный GmLEC1, — процесс, критически важный для развития семян.
Дополнительный генетический анализ дал дальнейшие данные: было обнаружено, что превосходный аллель SW14, обозначенный как SW14H3, подвергся искусственному отбору в процессе доместикации сои. Исследователи отметили, что этот аллель обладает значительным потенциалом для повышения урожайности сои в сельскохозяйственном применении.