大豆花药优势表达基因GmFLA22a调控雄性育性的功能研究

我国大豆对外依赖度高,加速提高大豆产量是目前亟需解决的问题。利用杂种优势是大幅提高作物产量的有效途径之一,近年来基于隐性核不育基因开发的智能雄性不育系统,为快速利用大豆杂种优势提供了可能。但是,大豆雄性不育基因研究相对滞后。本研究基于课题组大豆花器官转录组数据,筛选到在大豆早期花药中优势表达基因GmFLA22a,编码含有FAS1结构域的成束状阿拉伯半乳糖蛋白,亚细胞定位表明其可能在内质网中发挥功能。利用基因编辑技术获得Gmfla22a突变体,突变体植株在营养生长阶段与对照组相比没有明显差异,但在生殖生长阶段表现为结实率显著降低。Gmfla22a突变体花粉活力和花粉萌发率均无明显异常,组织切片并染色观察发现,突变体植株花药室壁增厚,花粉粒释放延迟、不完全,这可能是导致Gmfla22a结实率降低的原因。综上,本研究初步揭示GmFLA22a可能参与调控大豆雄性育性,为深入揭示其分子功能提供重要遗传材料,同时为大豆杂种优势利用提供基因资源和理论依据。