大豆作为重要的粮油作物，是世界上食用植物蛋白质和油脂的重要来源。2022年度我国大豆进口量为9108.1万吨，对外依存度高达81.8%，“卡脖子”问题尤为突出。然而限于耕地资源有限，不可能大幅增加耕地面积用于种植大豆。2022年2月，中央一号文件提出大力实施大豆产能提升工程，开展盐碱地种植大豆示范。据统计，我国具有农业利用前景的盐碱地总面积1.85亿亩，开展大豆盐碱地的综合利用，对保障国家粮食安全、端牢中国饭碗具有重要战略意义。
近日，广东省科学院南繁种业研究所（以下简称省科学院南繁种业所）王振宇教授团队联合美国密苏里大学Henry Nguyen教授团队开展合作研究，团队通过对300多份大豆种质资源进行耐盐表型鉴定和筛选，并在7份耐盐材料中对已报道的主效耐盐基因GmCHX1进行基因型和表达水平检测，发现4份材料为新的耐盐遗传种质资源，可能携带新的耐盐基因/等位基因。
进一步利用其中一份野生豆PI 483460B与敏盐品种William 82构建包含182份家系的重组自交系群体，用于耐盐QTL和耐盐基因的定位。以盐胁迫下的大豆叶片萎奄等级(LSS)和叶绿素比值(CCR)为指标，通过QTL mapping发掘到两个主效耐盐位点分别位于3和18号染色体上。qSalt_Gm18为新发现的耐盐QTL，而qSalt_Gm03为已报道的耐盐QTL且覆盖耐盐基因GmCHX1。
为进一步解析qSalt_Gm03在本群体中的耐盐效应，在包含耐盐亲本PI 483460B的4份新耐盐材料中，对GmCHX1进行盐胁迫诱导表达分析，发现GmCHX1存在特异的盐诱导表达模式。再通过检测启动子活性的Dual-luc实验和GmCHX1启动子测序比对分析，发现盐诱导型GmCHX1启动子可能是由于序列自然变异，导致来自PI 483460B等材料的GmCHX1启动子含有一个特异的盐胁迫响应元件STRE。最后利用定点突变和转基因技术，验证了STRE元件对盐诱导型GmCHX1启动子的重要性。
本研究新发掘的耐盐种质、QTL和GmCHX1等位基因，可为未来大豆耐盐分子设计育种提供遗传资源和基因资源。
相关研究成果发表在Journal of Experimental Botany期刊，省科学院南繁种业所李阳博士为该论文的第一作者，省科学院南繁种业所王振宇教授、密苏里大学Henry Nguyen教授和Heng Ye博士为该论文的通讯作者。该研究得到了广东省科学院发展专项、广东省基础与应用基础研究基金和湛江市创新创业团队引育“领航计划”等项目的资助。
供稿：省科学院南繁种业所
撰稿：王振宇
审稿：董军 安玉兴 朱洁
校稿：徐超 肖捷 章震 黄巧纯
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