当前位置：首页>农业>华南农业大学科学研究院院长、国家杰青发表Nature Communications,再发顶刊(IF=16.8),在大豆开花时间研究中取得新进展

华南农业大学科学研究院院长、国家杰青发表Nature Communications,再发顶刊(IF=16.8),在大豆开花时间研究中取得新进展

2026-03-22 18:11:50

2025年7月1日，华南农业大学生命科学学院王应祥课题组以及华南农业大学农学院杨存义课题组联合在Nature Communications杂志在线发表题为“Natural variation in histone demethylase GmLDL2 confers flowering time divergence for geographical expansion in soybean”的研究论文，解析了组蛋白去甲基化酶GmLDL2调控大豆开花的分子机制，并揭示了其优异单倍型适应低纬度地区的遗传基础，为“北豆南移”提供了新的基因资源。

华南农业大学博士生一作发表Nature Communications，留校继续做博后，在大豆开花适应低纬度地区机制研究中取新进展

2025年7月13日，华南农业大学生命科学学院王应祥教授团队最新发表于国际著名期刊《Plant Biotechnology Journal》的研究中，比较了南北主推品种在南方冬季和夏季对环境的适应性差异，解析了大豆在南方冬季种植环境下的表观遗传响应机制，揭示了DNA甲基化与小RNA调控如何塑造植物的季节性表型可塑性。华南农业大学院长、国家杰青刚发表Nature Communications，再发植物学顶刊，揭示大豆适应低温环境表观遗传调控机制

2025年7月16日，华南农业大学生命科学学院王应祥课题组在Plant, Cell & Environment杂志在线发表综述，题为“Soybean Cultivation in Low‐Latitude Regions: Adaptive Strategies for Sustainable Production”，综述了大豆适应低纬度环境的潜在机制，提出低纬度地区大豆的适应策略——“北豆南移”方案，为加速大豆品种的广适性育种和大豆在低纬度地区的推广提供了理论依据。

华南农业大学院长、国家杰青刚发表Nature Communications，再发顶刊，撰写低纬度地区实施“北豆南移”方案有效策略

大豆是典型的短日照作物，其开花与成熟对光周期变化高度敏感，这种敏感性决定了不同品种的适宜种植范围。因此，开花时间不仅是决定大豆地域适应性的关键农艺性状，也是品种改良和种质创新的重要突破口。解析大豆开花时间的调控机制，不仅有助于拓展大豆的种植区域，为实现“北豆南移”策略提供理论支撑，也对提升我国大豆产量与品质，保障粮食安全具有重要的意义。

2026年2月27日，生命科学学院王应祥课题组在国际期刊Nucleic Acids Research（2025年影响因子13.1）在线发表题为“Glycine max Jumonji C domain-containing proteins JMJ19/20 exhibit endopeptidase activity and interact with LUXs to mediate flowering time”的研究论文。该研究首次在植物中揭示了两个编码组蛋白去甲基化酶GmJMJ19和GmJMJ20并不具有去甲基化活性，而是在组蛋白未修饰的 H3K27 位点发挥水解切割的功能，并通过与生物钟夜晚复合体成员GmLUX2 相互作用，促进下游基因GmFULc的表达，进而调控大豆的开花时间。

组蛋白切割（Histone clipping）作为一种重要的表观遗传调控方式，已在动物系统中被广泛研究与报道，迄今，植物领域还未有报道组蛋白的切割酶。本研究发现，大豆中两个被注释为 Jumonji C 结构域的组蛋白去甲基化酶GmJMJ19/20，缺乏去甲基化酶活，而是能够对未修饰的组蛋白H3K27 位点进行特异性水解切割（图1）。这是植物领域中组蛋白切割酶的首次报道，也是第一次证明植物中编码的组蛋白去甲基化酶具有组蛋白切割酶的活性，为理解植物组蛋白的修饰机制提供了新的视角。

图1 GmJMJ19具有组蛋白H3的内肽酶的活性，且不依赖于Fe2+和α-KG

研究表明，GmJMJ19/20与夜间复合物（Evening complex, EC）成员GmLUX2共表达，并在体内、外发生特异性互作，而不与EC的其他成员互作。通过CRISPR/Cas9构建的GmJMJ19/20大豆突变体表现出显著的晚花表型，暗示GmJMJ19/20与GmLUX2在同一通路中发挥作用。进一步的转录组和ChIP-seq分析表明，GmJMJ19/20与GmLUX2在基因组上共定位，且共同调控一系列基因表达。在开花时间调控中，它们通过促进下游基因如GmFULc来促进开花。研究还发现，GmLUX2能够特异地结合在GmFULc启动子区域的LBS（LUX binding site）位点上，与GmJMJ19/20协同激活基因表达。揭示了LUX2介导独立于EC复合体之外调控开花时间的新机制。

自然变异单倍型分析表明，GmLUX2-GmJMJ19/20这条新通路，很可能正是大豆适应不同日照长度的关键“微调旋钮”之一。GmJMJ19的H1和H3单倍型在农家种和改良品种中的占比显著高于野生大豆，表明其在驯化与改良过程中可能受到选择。其中，表达水平相对较低的H1单倍型，其开花时间晚于表达水平较高的H3单倍型。尤为重要的是，在我国大豆产区，随着纬度降低，适应短日照、开花较晚的H1单倍型占比呈现逐步升高的趋势（图2）。这一发现不仅直观体现了该基因在自然变异与人工选择下的“微调”作用，更从地理分布上印证了其生态适应性，为面向不同纬度地区的分子设计育种提供了可操作的遗传靶点。