野生植物成功馴化為農作物，是人類文明史上的重大突破。這一過程曾極其漫長，而現代育種技術能顯著加速作物改良和野生植物的快速再馴化（Doebley et al., 2006）。大豆（Glycine max?L. Merr.）由野生大豆（Glycine soja?Siebold & Zucc）馴化而來，野生大豆蛋白含量（50–60%）豐富，但在長期馴化過程中，選擇目標主要聚焦于株型直立、莢果不易開裂、籽粒大小及含油量等性狀，導致栽培大豆蛋白含量（30–40%）較低。因此，挖掘并解析野生大豆所攜帶的高蛋白關鍵遺傳因子，對現代栽培大豆的蛋白產能提升具有重要意義。
近日，中國科學院華南植物園侯興亮團隊在PNAS發表題為A natural allele of?PC08?lost in domestication contributes to soybean seed storage protein accumulation的研究論文，研究團隊鑒定了一個在野生大豆馴化過程中遺失的高蛋白等位基因。研究團隊利用全基因組關聯分析（GWAS），鑒定到一個調控蛋白含量關鍵基因PC08（Protein Contributor 08），PC08是脫落酸（ABA）生物合成的限速酶NCED5同源基因。進一步分析發現，其啟動子上的短序列插入導致基因表達水平升高，進而通過調節ABA含量促進種子貯藏蛋白積累。群體馴化分析進一步揭示，高蛋白含量單倍型PC08Ins僅存在于野生大豆中，是栽培大豆馴化過程中遺失的關鍵等位基因。回交改良結果表明，將高蛋白位點PC08Ins導入栽培大豆黑農35后，其種子蛋白含量得到顯著提高，展現出巨大的育種應用前景。
侯興亮研究團隊長期致力于大豆種子發育及品質形成研究，并取得了一些重要進展（Yu et al., Nature Plants, 2023; Li et al., Molecular Plant, 2024; Zhang et al., Nature Communications, 2025）。該研究進一步鑒定到大豆種子蛋白含量形成位點的關鍵基因。中國科學院華南植物園博士后劉書為該論文第一作者，侯興亮研究員與李曉明副研究員為共同通訊作者，廣州大學孔凡江教授、華南植物園張春雨副研究員、碩士生曾珮淳和已畢業碩士生班定悅參與了該研究。相關研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金和廣東省自然科學基金等項目的資助。
圖. 大豆馴化中遺失的PC08等位基因提高種子蛋白含量
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