氮素同化代谢是作物体内重要的营养代谢过程,与农作物许多重要经济指标有关,培育高氮素同化代谢农作物新品种对于发展少投入、高产出、环境友好型现代农业具有重要意义。大豆在进化过程中氮素代谢水平发生明显改变,但其进化的分子机制尚不清楚。谷氨酰胺合成酶(GS)可以催化铵根离子与谷氨酸合成谷氨酰胺,在植物氮素同化代谢过程中起中心调节作用,项目组在前期研究中发现一个胞质型GS基因(GmGS1;2)在人工选择的作用下进化出新类型(GmGS1;2b),关联分析结果表明与野生型(GmGS1;2a)相比拥有GmGS1;2b等位变异的大豆品种具有较高的百粒重和籽粒总氮的含量,推测该基因很可能是大豆氮素同化代谢进化过程中人工选择作用的重要分子靶点。本研究将通过对该基因的进化规律、等位基因遗传学效应及其作用机理进行研究,为大豆氮素代谢进化和调控分子机理的认识以及现代农业体系下大豆新品种培育提供参考。
英文主题词Soybean;Glutamine synthetase;Artificial selection;Nitrogen assimilation;Gene function