果荚炸裂对野生豆科植物种子传播及适应性具有重要意义，也是造成豆科作物种子流失、产量减少等不利农业生产的关键因素之一。目前，豆科植物果荚炸裂抗性的形成及其进化机制尚不清楚。

中国科学院植物研究所贺超英研究组利用大豆染色体片段代换系鉴定到两个调控果荚炸裂的位点qPdh1和qPSH1，其中qPdh1起主效作用，Pdh1功能丧失型（LoF）变异是调控栽培大豆果荚炸裂抗性的主要遗传基础。进一步分析发现，Pdh1的LoF等位变异起源于我国黄淮地区的野大豆，并在栽培大豆的驯化过程中被选择。在栽培大豆中，Pdh1的LoF变异由黄淮地区向北部和东北部等地区传播并扩散，这一地理分布及演化模式的形成与降水量变化呈显著相关，而Pdh1功能基因型的表达量对环境的应答与裂荚性状可塑性之间存在显著相关。研究还发现Pdh1起源于暖季型豆科植物，其直系同源基因在菜豆、豇豆、绿豆等相关作物的驯化过程中被平行选择。

研究结果对理解豆科植物果荚炸裂性状的可塑性和适应性的进化机制具有重要的科学意义，对豆科作物裂荚抗性育种具有现实的指导意义。

该成果于近日在线发表于New Phytologist期刊上。中科院植物所博士研究生雍斌为论文第一作者，贺超英研究员为通讯作者。东北农业大学陈庆山教授、杭州师范大学卢江杰副教授也参与了该工作。研究得到国家自然科学基金委重点项目、国家杰出青年科学基金和中国科学院重点部署等项目的资助。

豆科植物果荚炸裂与Pdh1的进化式样与机制

论文链接：

http://doi.org/10.1111/nph.19150

来源：中科院植物所

转自：“植物研究进展”微信公众号

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