GmSWEET10a и GmSWEET10b совместно регулируют урожайность и качество сои

Культурная соя была одомашнена из дикой сои в Китае за период в 5000 лет, а затем широко распространилась по всему миру. Соя является основной универсальной культурой, на которую приходится 56% мирового производства масличных семян и более 25% белка, используемого в пище и кормах для животных. В связи с ростом населения и изменением структуры питания глобальный спрос на сою растет, что делает селекцию на более высокую урожайность крайне необходимой.

Исследовательская группа под руководством профессора ТЯНЬ Чжиси из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук и сотрудничающих учреждений раскрыла критическую роль генов GmSWEET10a и GmSWEET10b в контроле размера семян, содержания масла и белка в процессе одомашнивания и улучшения сои.

Ключевые открытия:

• Популяционная генетика показала, что гены GmSWEET10a и GmSWEET10b подверглись прогрессивным изменениям и искусственному отбору.
• GmSWEET10a подвергся сильному отбору в процессе одомашнивания (данные ресеквенирования более 800 генотипов), что привело к увеличению размера семян, повышению содержания масла и снижению содержания белка у культурных сортов.
• GmSWEET10b, хотя и выполняет схожую с GmSWEET10a функцию, находится в процессе продолжающегося отбора.

Механизм действия: Синергетическое регулирование размера семян, содержания масла и белка генами GmSWEET10a и GmSWEET10b осуществляется за счет транспорта сахарозы и гексоз, что изменяет распределение сахаров от семенной кожуры к зародышу.

Значение: Эти открытия будут полезны для дальнейшего улучшения урожайности и качества культурной сои с помощью генетических операций или молекулярной селекции, особенно за счет амплификации гена GmSWEET10b.

Исследование "Simultaneous changes in seed size, oil content, and protein content driven by selection of SWEET homologues during soybean domestication" было опубликовано в журнале National Science Review 28 мая 2020 года.