市农科院生物所与中国农业科学院作科所合作揭示Gm-miR396a调控大豆耐盐和增产能力

　　近日，市农科院种质资源与生物技术研究所与中国农业科学院作物科学研究所合作解析了Gm-miR396a基因的生物学功能，证实Gm-miR396a在大豆生长发育和耐盐碱能力提高过程中发挥着重要的调控作用，同时发现对Gm-miR396a进行基因编辑可以显著提高大豆耐盐碱能力和产量。该研究成果以“Gene editing and overexpression of soybean miR396a reveals its role in salinity tolerance and development”为题，在中国科学院一区Top 期刊《The Crop Journal》（IF = 6.0）在线发表。

　　大豆是我国重要的经济作物和粮油兼用作物，也是进口量最大的农产品，我国广泛的盐碱地可以为大豆生产空间扩展提供重要的后备耕地资源。挖掘耐盐基因，创制耐盐种质成为合理开发利用盐碱地的突破口。MicroRNA（miRNA）是转录水平和转录后水平上基因表达的多功能调控因子，miR396在许多植物生长发育和抗逆境压力中扮演着重要角色。

　　研究人员前期通过长链非编码RNA （lncRNA）测序分析，证明了大豆miR396a响应高盐胁迫。该研究中，利用CRISPR/Cas9技术创制的Gm-miR396a基因编辑（miR396a-GE）大豆在正常生长条件下，比空载对照株高降低，分枝和荚数增加，单株粒重和产量提高。miR396a-GE株系的转录组分析显示，差异表达基因在激素调节方面显著富集。miR396a-GE株系在苗期、开花期和全生育期的耐盐碱能力显著提高。与之相反，在大豆中过表达Gm-miR396a前体（pre-miR396a-OE），严重影响了大豆的生长发育，转基因株系植株矮小、花序和花异常、种子小且数量少、叶片极小但气孔大小和密度增加。进一步分析表明，pre-miR396a-OE植物中的光合作用相关基因表达显著下调。这些研究发现为解析Gm-miR396a在大豆中的功能提供了重要线索，并有望通过种质创新提高大豆产量和耐盐碱能力。

　　中国农业科学院作物科学研究所硕士研究生陈向前、姜雪敏和孙现军副研究员为该文共同第一作者，中国农业科学院作物科学研究所姜奇彦研究员、张辉研究员和天津市农业科学院种质资源与生物技术研究所陈锐研究员为通信作者。该研究得到了国家重点研发计划项目、山东省重点研发计划项目、海南省重点研发计划项目、中国农业科学院农业科技创新计划项目的支持。