生命科学重大突破!菜用大豆起源和遗传改良路径被解析?

宁波市海曙区图书馆

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大豆,这种常见的食材,经常出现在我们的餐桌上,但它的来源和改良过程一直被一层神秘的面纱所笼罩。然而,近期华中农业大学和浙江省农业科学院的合作研究,成功解开了这个谜团,并且还提出了新的育种方法,这一成果受到了广泛的关注。

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研究背景

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大豆在作为食材使用时,其品种多直接被食用,导致其研究程度不如用作粮食的大豆。在传统看法里,人们更看重粮用大豆,对菜用大豆的独特性重视不足。华中农业大学王旭彤教授的研究团队联合浙江省农业科学院的刘娜研究员,共同决定填补这一研究领域的空白,着手对菜用大豆的起源和遗传改良方法进行详尽的研究。

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起源解析

研究团队挑选了341份典型的菜用大豆种质资源,同时汇集了美国农业部所掌握的两万份以上大豆种质资料。分析结果揭示,菜用大豆与粮用大豆在遗传特性上有所区别,它们各自形成了一个独立的遗传谱系,并非来源于野生大豆,而是由粮用大豆演化而来。在全球种质资源库中,仅有57个核心菜用大豆种质资源被选中,这个比例仅占0.28%。这种稀缺性凸显了它们的珍贵程度以及独特的进化历程。

基因信息缺失隐患

以前我们对菜用大豆的种质研究不够重视,结果造成了大量珍贵基因信息的丧失。这样的信息缺失对菜用大豆今后的育种工作产生了极大的影响,培育新品种可能会面临基因资源不足的困境,这进而阻碍了菜用大豆品种的优化和改良过程。

基因组组装成果

该团队运用了HiFi测序技术、纳米孔超长测序技术和Hi-C技术,成功拼接出了全球首个完整的菜用大豆基因组。在这新组装的基因组中,共识别出了62,576个基因,并且发现了超过49,000个结构变异位点,这些变异位点大多数都与大豆的品质特性密切相关。这一成果为毛豆的精确培育带来了有力的基因学支撑,大幅提升了未来培育工作的效能与精确度。

裂荚特性研究

GmPdh1基因在控制豆荚开裂方面起着关键作用。研究发现,毛豆开裂的次数明显多于食用大豆。深入分析发现,开裂现象与豆荚中的高糖分和高淀粉含量紧密相关,这也是豆荚开裂特性得以保留的一个原因。“浙农6号”等优质菜用大豆之所以能够取得成功,是因为它们依赖于独特的单倍型组合,这也反映了人们对风味和品质的青睐。

未来育种展望

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未来,科研人员计划运用基因编辑手段,去除豆荚裂开的缺陷,并且保留其优质的基因组合,这样做是为了让菜豆更适合机械化种植。此外,他们还对SoyDNGP性状预测系统进行了改进,对菜豆的关键性状进行了优化处理,预测的精确度已经超过了86%。研究结果显示,未来菜豆育种应将品质和口感作为主要目标,这样的策略将使得消费者能够享受到更加美味且富含营养的菜品选择。

关于使用大豆作为原料进行基因编辑的蔬菜,其口感和营养成分将会有何变化,大家有何看法?欢迎在评论区分享您的观点,同时,别忘了给我们点个赞,并将这篇文章转发出去!