大豆具有两种主要的生长习性:有限结荚习性,即主茎在开花后停止生长;无限结荚习性,即开花后主茎继续生长。这两种习性对不同地区的农民具有重要的经济价值,因此,解析其遗传机制对于优化大豆种植具有重要意义。
普渡大学的Zhixi Tian等科学家利用模式植物拟南芥,通过比较基因组学方法,鉴定出决定大豆生长习性的关键基因Dt1。研究者将拟南芥中调控主茎生长的基因与大豆全基因组序列进行比对,并在栽培大豆(G. max)中筛选出四个候选基因。通过进一步比较不同大豆品种的基因序列,发现Dt1基因的一个单核苷酸突变是导致部分大豆植株表现有限生长习性的分子基础。该突变影响了基因的功能,从而改变了植株的发育模式。
这一发现为大豆育种提供了重要的分子标记,有助于农民根据当地需求选择合适生长习性的大豆品种,提高产量和适应性。