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近年來，隨著人們消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)，大豆需求快速增加，國內(nèi)產(chǎn)需缺口不斷擴(kuò)大。為了積極應(yīng)對(duì)復(fù)雜貿(mào)易環(huán)境，我國采取政策、科技、投入等綜合措施振興國產(chǎn)大豆，擴(kuò)大種植面積，提高單產(chǎn)水平，改善產(chǎn)品品質(zhì)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，努力增加大豆有效供給，提升國產(chǎn)大豆自給水平。
大豆的種植困難源于它自身的生長(zhǎng)條件。大豆對(duì)光周期反應(yīng)敏感，絕大多數(shù)品種只有在日照長(zhǎng)度縮短到一定限度后，才能從營養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)入生殖生長(zhǎng)，進(jìn)而開花結(jié)莢；導(dǎo)致大豆品種北移種植時(shí)往往晚花晚熟、生長(zhǎng)期延長(zhǎng)，甚至不能開花或正常成熟；南移種植時(shí)則一般表現(xiàn)為過早開花、生長(zhǎng)期縮短，產(chǎn)量降低甚至不能正常生長(zhǎng)。
東北大豆產(chǎn)區(qū)、黃淮海產(chǎn)區(qū)和長(zhǎng)江流域產(chǎn)區(qū)是我國大豆傳統(tǒng)種植區(qū)域。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部日前發(fā)布的《大豆振興計(jì)劃實(shí)施方案》，今年我國將擴(kuò)大東北、黃淮海和西南地區(qū)大豆種植面積，2019年大豆種植面積增加1000萬畝，力爭(zhēng)到2020年大豆面積達(dá)到1.4億畝，大豆自給水平提高1個(gè)百分點(diǎn)，2022年達(dá)到1.5億畝。
在大豆振興計(jì)劃等政策的支持下，也給農(nóng)作物產(chǎn)業(yè)鏈帶來了利好的前景。專家認(rèn)為，要加快推廣具有苗頭性的高產(chǎn)品種，集成配套綠色技術(shù)模式，同時(shí)加快生物技術(shù)在育種上的應(yīng)用，提升大豆良種繁育能力，釋放大豆良種的增產(chǎn)潛能。
近日，據(jù)中國農(nóng)科院消息，該院作物科學(xué)研究所植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究中心、大豆育種技術(shù)創(chuàng)新與新品種選育創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)定點(diǎn)敲除大豆開花調(diào)控關(guān)鍵基因GmFT2a和GmFT，創(chuàng)制出更適合低緯度地區(qū)種植的突變體材料；同時(shí)系統(tǒng)解析了GmFT2a和GmFT基因在大豆花期調(diào)控中的遺傳效應(yīng)，為大豆品種的區(qū)域適應(yīng)性改良提供了新技術(shù)、新材料。相關(guān)研究成果新近在線發(fā)表于《植物生物技術(shù)雜志(Plant Biotechnology Journal)》。
團(tuán)隊(duì)通過構(gòu)建GmFT2a和GmFT基因的過表達(dá)植株，并利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)對(duì)GmFT2a和GmFT進(jìn)行定點(diǎn)敲除，結(jié)合雜交手段，創(chuàng)制出單基因和雙基因突變體材料。研究表明，GmFT2a和GmFT雖然在大豆的花期調(diào)控中存在功能互補(bǔ)，但在長(zhǎng)、短日照條件下的開花促進(jìn)效應(yīng)差異較大。在短日照條件下，GmFT2a的開花促進(jìn)效應(yīng)比GmFT強(qiáng)，而GmFT在長(zhǎng)日照條件下的開花促進(jìn)效應(yīng)更強(qiáng)。臨界光周期對(duì)GmFT參與的大豆花期調(diào)控影響很大，超過品種臨界光周期日長(zhǎng)的條件下，GmFT基因是主要的開花促進(jìn)基因，是使大豆能夠適應(yīng)長(zhǎng)日照環(huán)境的關(guān)鍵基因。
研究還發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)制的雙基因突變體在短日照條件下平均57.4天開花，比野生型晚花約31.3天，株高和節(jié)數(shù)較野生型顯著提高，單株莢數(shù)和粒數(shù)也顯著增加，這為適合低緯度地區(qū)種植的大豆品種改良提供了新的基礎(chǔ)材料。
如今，科學(xué)家們通過基因編輯技術(shù)了解作物優(yōu)良性狀與基因之間的關(guān)系，提高育種效率，發(fā)掘產(chǎn)量高、品質(zhì)好的作物品種。希望在未來，能夠在基因編輯技術(shù)、合成生物學(xué)技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)等方面有更多的突破，更好的應(yīng)用在良種培育領(lǐng)域。因地制宜的推廣品種、作物套種、科學(xué)輪作，促進(jìn)規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化種植。讓“中國大豆”勇攀高峰，走向世界！
(原標(biāo)題：基因編輯大豆豐產(chǎn) 科學(xué)技術(shù)助力大豆振興計(jì)劃)
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