6月13日，东北农业大学农学院赵琳研究员在国际知名期刊《Journal of Integrative Plant Biology》（IF=11.4，中科院1区Top期刊）在线发表了“The MADS-box transcription factor GmFULc promotes GmZTL4 gene transcription to modulate maturity in soybean”的研究论文，首次建立了大豆光周期GmFULc-GmZTL4调控生育期模块，阐明了GmFULc 促进GmZTL4的转录，抑制E1/E1Lb，促进GmFT2a和GmFT5a表达从而促进大豆开花的分子机理。揭示了GmZTL4自然变异与生态适应区域的分布规律；启动子上box4基序INDEL变异（Hap2）缩短大豆生育期，以适应高寒高纬度地区生长。东北农业大学农学院已毕业博士孙晶哲、中国科学院遗传与发育生物学研究所副研究员刘羽诚、吉林省农业科学院郑宇宏副研究员、黑龙江省农业科学院大豆研究所薛永国副研究员为该论文的共同第一作者，东北农业大学赵琳研究员、中国科学院遗传与发育生物学研究所田志喜研究员、吉林省农业科学院王曙明研究员为该论文的通讯作者。东北农业大学为第一署名单位。本研究得到国家重点研发计划“揭榜挂帅”项目 (2021YFF1001203)、国家自然科学基金 (32072086) 和黑龙江省自然科学基金重点项目 (ZD2020C002) 的资助。
本研究鉴定了一个MADS-box转录因子家族成员GmFULc，受短日照诱导，并且形成同源二聚体参与调控大豆开花和成熟。GmFULc:GmFULc大豆植株表现出开花和成熟较早的表型，fulc突变体则开花和成熟较晚。利用染色质免疫共沉淀测序技术（ChIP-seq）和转录组测序技术（RNA-seq）确定了GmFULc的潜在靶基因GmZTL3和GmZTL4。进一步研究表明GmFULc与GmZTL3和GmZTL4的启动子上的CArG-box基序结合，并且促进GmZTL3和GmZTL4基因的表达。GmZTL4启动子上的顺式作用元件box4基序是光反应元件，在调控大豆生育期中起着重要的作用。该基序的缺失通过促进GmZTL4的表达缩短了大豆生育期。过表达GmZTL4促进了大豆的成熟，ztl4突变体则表现出延迟成熟。短日照处理促进了GmFULc与GmZTL4启动子的结合，抑制了E1和E1Lb的表达，促进GmFT2a和GmFT5a表达，最终促进了大豆开花和成熟。综上，本研究阐明了GmFULc通过促进GmZTL4基因的表达调控大豆开花的分子机制，并且为大豆早熟材料的创制提供了重要的生物遗传材料和理论依据。
GmFULc调控大豆开花的工作模型
赵琳研究员简介：博士生导师，获得黑龙江省高层次D类人才、东农学者计划高层次人才“学术英才YC1”、黑龙江省高等学校青年创新人才等称号。《大豆科技》青年编委、《土壤与作物》编委、黑龙江省作物学会理事、黑龙江省耕作学会理事、Agronomy客座编辑（Guest Editor），Plant physiology等中英文期刊审稿专家。共主持国家省市级科研课题17项，包括国家自然科学基金（4项）、转基因生物新品种培育科技重大专项、国家重点研发计划子课题等科研项目。一直致力于大豆生育期性状、大豆抗逆分子机理解析及优异大豆种质创制研究工作，并取得了一系列进展。在本领域以第一和通讯作者发表37篇期刊论文，其中SCI论文21篇，包括Journal of Integrative Plant Biology、Plant Physiology（3篇）、The Plant Journal、Journal of Experimental Botany等，出版专著2部，独著，专利授权13项，其中第一发明人7项，获得科技奖励3项。
论文网址：
https://doi.org/ 10.1111/jipb.13682
来源：东北农业大学