科学家揭开大豆果实不裂之谜

日前，中科院植物所的王印政研究员及其团队首次揭示了栽培大豆果实不裂的分子调控机制，这一重要成果已在国际知名学术期刊《自然—通讯》上发表。

野大豆的果实自然开裂，导致种子过早散落，这无疑给收获带来了不小的困扰，也是大豆减产的一大原因。我国古代的先民们在漫长的农业活动中，通过选择和驯化，成功改变了这一性状，培育出了果实不裂的栽培大豆。

王印政团队针对这一关键驯化性状——栽培大豆的果实裂荚抗性，展开了深入研究。他们发现野大豆的果实腹缝线处的纤维帽细胞在这一过程中扮演了关键角色。这些细胞在果实成熟时会破裂，导致果瓣裂开。在栽培大豆中，这些纤维帽细胞具有6至8层，并且细胞壁显著加厚。这使得在果实成熟时，即使酶的分解和机械张力也难以使这些细胞破裂，因此果瓣不会自然裂开。

这一机制背后涉及到至少一个基因的控制，而这个基因的活动又受到一个叫作抑制子的部件的调控。令人振奋的是，王印政团队成功找到了这个相关基因及其抑制子，并揭示了我国先民在选择了大豆的过程中是如何彻底破坏这个抑制子，使得该基因活动不再受限，导致纤维帽细胞的细胞壁剧烈增厚，最终实现果瓣不裂的性状。

值得一提的是，自20世纪90年代以来，科研人员利用多种技术试图找到这个基因以实现大豆增产，但均未取得突破。而这次王印政团队的研究成果为我们打开了一扇新的大门，这一全新的分子调控机制有望广泛应用于豆类作物的品种改良和大豆的分子育种过程。