9月26日，农学院葛良法/蔡占东在Plant Communications期刊发表题为Domestication of CSA1, the homolog of rice Tiller Angle Control 1, improves shoot compactness and increases seed yield in soybean的论文。该研究成功鉴定了控制大豆株型收敛性和耐密性的关键基因CSA1，并创制了耐密高产大豆新种质。
栽培大豆(Glycine max(L.) Merrill) 源自野生大豆 (Glycine sojaSieb. et Zucc.)。野生大豆具有分枝角度大、株型发散、茎蔓生等特征，而栽培大豆则表现为分枝角度小、株型收敛、直立生长。收敛株型不仅占地小，还具备耐密植、增产潜力大等优势，是现代大豆育种的重要目标。从发散株型到收敛株型的转变是大豆驯化的关键事件之一。然而，与水稻、玉米等作物相比，大豆株型驯化的遗传机制研究仍相对不足，核心基因尚未完全揭示。
依托大规模大豆种质资源的分枝角度表型与基因型数据，本研究通过全基因组关联分析（GWAS），成功鉴定了控制大豆分枝角度和株型收敛性的关键基因 Compact Shoot Architecture 1（CSA1）。CSA1 是水稻分蘖角度关键基因Tiller Angle Control 1（TAC1）的同源基因，在大豆驯化过程中受到强烈选择，核苷酸多态性大幅度下降，群体分化指数Fst高达0.8。基因编辑验证显示，csa1编辑体的分枝角度明显减小，株型更为收敛。田间试验发现，在低密度下，csa1编辑体由于株型过于收敛，产量略低于野生型；但随着密度升高，野生型植株间竞争加剧，产量先升后降；而csa1编辑体因株型紧凑可充分利用空间，产量随密度上升持续提高，并超过野生型，表现出显著的耐密植和增产优势。不同大豆品种均存在适宜的种植密度，csa1突变可显著提升其密植适应性和产量潜力。该研究为创制耐密、高产大豆种质资源提供了新的基因靶点，具有重要的意义。
农学院蔡占东教授为论文第一作者，林学与风景园林学院已毕业博士生黄圆圆为论文的共同第一作者；农学院/广东省高等学校未来作物精准育种基础研究卓越中心葛良法教授为通讯作者；农学院年海教授对论文工作提供了重要指导与建议。
文图/农学院
