近日，武漢理工大學計算機科學與技術學院袁曉輝教授團隊與廣州大學孔凡江教授、劉寶輝教授團隊，中科院遺傳發育所田誌喜研究員團隊及澳大利亞塔斯馬尼亞大學James Weller教授團隊協作，以武漢理工大學為通訊單位在國際遺傳學頂級期刊《Nature Genetics》發表了題為“Stepwise selection on homeologous PRR genes controlling flowering and maturity during soybean domestication”的最新研究成果。
該研究不僅進一步完善了長日照條件下大豆光週期的分子調控網絡，闡明瞭大豆適應高緯度生態環境的遺傳基礎，還發現了大豆馴化過程中同源基因的逐步進化與選擇的分子機制，從而確認了光週期開花是作物核心的馴化性狀。
大豆光週期開花和產量形成的分子模式圖
該研究利用大數據基因組學分析、生物信息學和經典正向遺傳學相結合的方法，發掘了兩個長日照條件下控制開花期的關鍵位點Tof11和Tof12。分子機制解析表明，Tof11和Tof12通過調控LHY和E1基因控制大豆光週期開花，建立了完整的光週期調控分子網絡（圖1）。研究同時發現，Tof11和Tof12發生了漸進式的變異和人工選擇。其中，Tof12-1的功能缺失突變首先被強烈選擇，使栽培品種的開花期和成熟期普遍提前；Tof11-1的功能缺失型突變的發生於Tof12-1之後，在Tof12-1遺傳背景上再次受到選擇，從而進一步縮短了栽培大豆的開花期和生育期，因此提高了栽培大豆的適應性和種植。該研究首次系統報道了作物馴化過程中開花期基因的進化與選擇分子機制。
《Nature genetics》中文名為《自然·遺傳學》，該雜誌主要發表高質量的遺傳學研究，包括對人類和植物性狀以及其他模式生物的遺傳和功能基因組研究，最新影響因子為25.455。
武漢理工大學計算機科學與技術學院自2015年引進袁曉輝教授成立“環境與生物信息大數據團隊”以來，打破傳統從北海道大學、香港城市大學、康奈爾大學、德國馬普、中科院等國內外著名高校引進計算機、生物、農業等學科的青年才俊，形成一支特色鮮明的交叉學科團隊。近年來，團隊成員在Nature Genetics、Genome Biology、TKDE、AAAI等生物和計算機學科頂級期刊發表論文30餘篇，參與和主持國家重點研發計劃、國家自然科學基金、“神農”大科學裝置等國家重點項目10餘項。
參考文獻：
Lu, S., Dong, L., Fang, C. et al. Stepwise selection on homeologous PRR genes controlling flowering and maturity during soybean domestication. Nat Genet (2020). https://doi.org/10.1038/s41588-020-0604-7
審稿人：熊盛武、袁景凌
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