Молекулярно-генетические механизмы, лежащие в основе продвижения ареала возделывания сои к северу

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Сою [Glycine max (L.) Merr.] производят в 93 странах мира на 120,5 млн га. Возделывание этой культуры осуществляют между 56° с. ш. (Российская Федерация) и 35–37° ю. ш. (Аргентина). В генофонде сои большое разнообразие генотипов разных групп спелости, каждой из которых необходимы определенные тепло- и влагообеспеченность, а также продолжительность светового дня. Площадь выращивания конкретных сортов, как правило, ограничена узким широтным интервалом. Актуальная проблема современности — создание скороспелых сортов, позволяющих расширять производственные посевы к северу. К настоящему времени у сои определено 12 главных локусов (E1–E11 и J), контролирующих сроки цветения и реакцию на фотопериод. От аллельных комбинаций и взаимодействия этих локусов зависят сроки созревания и, в конечном счете, адаптация культуры к разным широтам. Эти локусы картированы, и для части из них идентифицированы гены, охарактеризовано их аллельное разнообразие, описаны механизмы их функционирования и взаимодействия. В данном обзоре изложены современные представления о структуре и характере взаимодействия молекулярно-генетических детерминант скороспелости сои, регулирующих сроки ее цветения и созревания при разном фотопериоде и их влияние на другие признаки, включая характер роста и продуктивность. В итоге сформировано представление об оптимальном для северных широт генотипе, с сочетанием аллелей, обеспечивающих самое раннее цветение и созревание в сравнительно северных областях с длинным световым днем.

Об авторах

Ярослава Вячеславовна Федорина

Научно-технологический университет «Сириус»

Email: f.jaroslava@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0215-7928
SPIN-код: 7993-4540
Scopus Author ID: 57105740200

научн. сотр.

Россия, Сочи

Елена Константиновна Хлесткина

Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова

Email: director@vir.nw.ru
ORCID iD: 0000-0002-8470-8254
SPIN-код: 3061-1429
Scopus Author ID: 6603368411
ResearcherId: T-2734-2017

д-р биол. наук, профессор, директор

Россия, Санкт-Петербург

Ирина Владимировна Сеферова

Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова

Автор, ответственный за переписку.
Email: i.seferova@vir.nw.ru
SPIN-код: 5061-9712
Scopus Author ID: 57144617000

канд. биол. наук, вед. научн. сотр.

Россия, Санкт-Петербург

Маргарита Афанасьевна Вишнякова

Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова

Email: m.vishnyakova@vir.nw.ru
ORCID iD: 0000-0003-2808-7745
SPIN-код: 2802-9614
Scopus Author ID: 6603209207

д-р биол. наук, гл. научн. сотр., заведующая отделом ГР зерновых бобовых культур

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Faostat [Интернет]. Crops and livestock products [дата обращения: 01.01.2021]. Доступ по ссылке: www.fao.org/faostat/en/ #data/QCL
  2. Вавилов Н.И. Ботанико-географические основы селекции. Москва; Ленинград: Сельхозгиз, 1935. 60 с.
  3. Garner W.W., Allard H.A. Photoperiodic response of soybeans in relation to temperature and other environmental factors // J Agric Res. 1930. Vol. 41, No. 10. P. 719–735.
  4. Board J.E., Hall W. Premature flowering in soybean yield reductions at non optimal planting dates as influenced by temperature and photoperiod // Agron J. 1984. Vol. 76, No. 4. P. 700–704. doi: 10.2134/agronj1984.00021962007600040043x
  5. Seddigh M., Jolliff G.D., Orf J.H. Night temperature effects on soybean phenology // Crop Sci. 1989. Vol. 29, No. 2. P. 400–406. doi: 10.2135/cropsci1989.0011183X002900020033x
  6. Сеферова И.В. Соя в условиях северо-запада Российской Федерации // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень ВНИИМК. 2016. № 3. С. 101–105.
  7. Neumaier N., James A.T. Exploiting the long-juvenile trait to improve adaptation of soybeans to the tropics // ACIAR Food Legume Newsletter. 1993. Vol. 18. P. 12–14.
  8. Destro D., Carpentieri-Pipolo V., Kiihl R.A.S., Almeida L.A. Photoperiodism and genetic control of the long juvenile period in soybean: a review // Crop Breed Appl Technol. 2001. Vol. 1, No. 1. P. 72–92. doi: 10.13082/1984-7033.v01n01a10
  9. Щелко Л., Седова Т., Корнейчук В., и др. Международный классификатор СЭВ рода Glycine Willd. Ленинград: ВИР, 1990. 38 c.
  10. Training.ars-grin.gov [Интернет]. Soybean. Descriptor: Maturity group (MATGROUP). Agricultural Research Service. United States Department of Agriculture [дата обращения: 12.07.2021]. Доступ по ссылке: training.ars-grin.gov/gringlobal/descriptordetail?id=51055
  11. Jia H., Jiang B., Wu C., et al. Maturity group classification and maturity locus genotyping of early-maturing soybean varieties from high-latitude cold regions // PLoS One. 2014. Vol. 9, No. 4. P. 1–9. doi: 10.1371/journal.pone.0094139
  12. Сеферова И.В. Ультраскороспелые сорта сои на северной границе потенциально возможного вызревания семян // Труды научной конференции «125 лет прикладной ботаники в России»; 25–28 ноября 2019 г.; Санкт-Петербург. Санкт-Петербург: ВИР, 2019. С. 186. doi: 10.30901/978-5-907145-39-9
  13. Bernard R.L. Two major genes for time of flowering and maturity in soybeans // Crop Sci. 1971. Vol. 11, No. 2. P. 242–244. doi: 10.2135/cropsci1971.0011183X001100020022x
  14. Buzzell R.I. Inheritance of a soybean flowering response to fluorescent day length conditions // Can J Genet Cytol. 1971. Vol. 13, No. 4. P. 703–707. doi: 10.1139/g71-100
  15. Buzzel R.I., Voldeng H.D. Inheritance of insensitivity to long day length // Soybean Genet Newsl. 1980. Vol. 7, No. 1. P. 26–29.
  16. McBlain B.A., Bernard R.L. A new gene affecting the time of flowering maturity in soybeans // J Hered. 1987. Vol. 178, No. 3. P. 160–162. doi: 10.1093/oxfordjournals.jhered.a110349
  17. Ray J.D., Hinson K., Mankono J.E.B., Malo M.F. Genetic control of a long-juvenile trait in soybean // Crop Sci. 1995. Vol. 35, No. 4. P. 1001–1006. doi: 10.2135/cropsci1995.0011183X003500040012x
  18. Bonato E.R., Vello N.A. E6 a dominant gene conditioning early flowering and maturity in soybeans // Genet Mol Biol. 1999. Vol. 22, No. 2. P. 229–232. doi: 10.1590/s1415-47571999000200016
  19. Cober E.R., Voldeng H.D. A new soybean maturity and photoperiod-sensitivity locus linked to E1 and T// Crop Sci. 2001. Vol. 41, No. 3. P. 698–701. doi: 10.2135/cropsci2001.413698x
  20. Cober E.R., Molnar S.J., Charette M., Voldeng H.D. A New Locus for Early Maturity in Soybean // Crop Sci. 2010. Vol. 50, No. 2. P. 524–527. doi: 10.2135/cropsci2009.04.0174
  21. Kong F., Nan H., Cao D., et al. A new dominant gene E9 conditions early flowering and maturity in soybean // Crop Sci. 2014. Vol. 54, No. 6. P. 2529–2535. doi: 10.2135/cropsci2014.03.0228
  22. Zhao C., Takeshima R., Zhu J., et al. A recessive allele for delayed flowering at the soybean maturity locus E9 is a leaky allele of FT2a, a Flowering Locus T ortholog // BMC Plant Biol. 2016. Vol. 16, No. 1. P. 20. doi: 10.1186/s12870-016-0704-9
  23. Cao D., Takeshima R., Zhao C., et al. Molecular mechanisms of flowering under long days and stem growth habit in soybean // J Exp Bot. 2017. Vol. 68, No. 8. P. 1873–1884. doi: 10.1093/jxb/erw394
  24. Samanfar B., Molnar S.J., Charette M., et al. Mapping and identification of a potential candidate gene for a novel maturity locus, E10, in soybean // Theor Appl Genet. 2017. Vol. 130. P. 377–390. doi: 10.1007/s00122-016-2819-7
  25. Wang F., Nan H., Chen L., et al. A new dominant locus, E11, controls early flowering time and maturity in soybean // Mol Breed. 2019. Vol. 39. ID70. doi: 10.1007/s11032-019-0978-3
  26. Zhang S.-R., Wang H., Wang Z., et al. Photoperiodism dynamics during the domestication and improvement of soybean // Sci China Life Sci. 2017. Vol. 60. P. 1416–1427. doi: 10.1007/s11427-016-9154-x
  27. Xia Z., Watanabe S., Yamada T., Harada K. Positional cloning and characterization reveal the molecular basis for soybean maturity locus E1 that regulates photoperiodic flowering // Proc Natl Acad Sci USA. 2012. Vol. 109, No. 32. P. E2155–E2164. doi: 10.1073/pnas.1117982109
  28. Tsubokura Y., Watanabe S., Xia Z., et al. Natural variation in the genes responsible for maturity loci E1, E2, E3 and E4 in soybean // Ann Bot. 2014. Vol. 113, No. 3. P. 429–441. doi: 10.1093/aob/mct269
  29. Sequence Read Archive [Интернет]. National Center for Biotechnology Information [дата обращения: 12.07.2021]. Доступ по ссылке: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/
  30. Schmutz J., Cannon S.B., Schlueter J., et al. Genome sequence of the palaeopolyploid soybean // Nature. 2010. Vol. 463, No. 7278. P. 178–183. doi: 10.1038/nature08670
  31. Kim M.Y., Lee S., Van K., et al. Whole-genome sequencing and intensive analysis of the undomesticated soybean (Glycine soja Sieb. and Zucc.) genome // Proc Natl Acad Sci USA. 2010. Vol. 107, No. 51. P. 22032–22037. doi: 10.1073/pnas.1009526107
  32. Keim P., Diers B.W., Olson T.C., Shoemaker R.C. RFLP mapping in soybean: association between marker loci and variation in quantitative traits // Genetics. 1990. Vol. 126, No. 3. P. 735–742. doi: 10.1093/genetics/126.3.735
  33. Orf J.H., Chase K., Jarvik T., et al. Genetics of soybean agronomic traits: I. Comparison of three related recombinant inbred populations // Crop Sci. 1999. Vol. 39, No. 6. P. 1642–1651. doi: 10.2135/cropsci1999.3961642x
  34. Lee S.H., Bailey M.A., Mian M.A.R., et al. Molecular markers associated with soybean plant height, lodging, and maturity across locations // Crop Sci. 1996. Vol. 36, No. 3. P. 728–735. doi: 10.2135/cropsci1996.0011183x003600030035x
  35. Tasma I.M., Lorenzen L.L., Green D.E., Shoemaker R.C. Mapping genetic loci for flowering time, maturity, and photoperiod insensitivity in soybean // Mol Breed. 2001. Vol. 8, No. 1. P. 25–35. doi: 10.1023/A:1011998116037
  36. Yamanaka N., Ninomiy S., Hoshi M., et al. An informative linkage map of soybean reveals QTLs for flowering time, leaflet morphology and regions of segregation distortion // DNA Res. 2001. Vol. 8, No. 2. P. 61–72. doi: 10.1093/dnares/8.2.61
  37. Wang D., Graef G.L., Procopiuk A.M., Diers W.B. Identification of putative QTL that underlie yield in interspecific soybean backcross populations // Theor Appl Genet. 2004. Vol. 108. P. 458–467. doi: 10.1007/s00122-003-1449-z
  38. Watanabe S., Tadjuddin T., Yamanaka N., et al. Analysis of QTLs for reproductive development and seed quality traits in soybean using recombinant inbred lines // Breed Sci. 2004. Vol. 54, No. 4. P. 399–407. doi: 10.1270/jsbbs.54.399
  39. Zhang W.-K., Wang Y.-J., Luo G.-Z., et al. QTL mapping of ten agronomic traits on the soybean (Glycine max L. Merr.) genetic map and their association with EST markers // Theor Appl Genet. 2004. Vol. 108. P. 1131–1139. doi: 10.1007/s00122-003-1527-2
  40. Funatsuki H., Kawaguchi K., Matsuba S., et al. Mapping of QTL associated with chilling tolerance during reproductive growth in soybean // Theor Appl Genet. 2005. Vol. 111. P. 851–861. doi: 10.1007/s00122-005-0007-2
  41. Githiri S.M., Yang D., Khan N.A., et al. QTL analysis of low temperature induced browning in soybean seed coats // J Hered. 2007. Vol. 98, No. 4. P. 360–366. doi: 10.1093/jhered/esm042
  42. Khan N.A., Githiri S.M., Benitez E.R., et al. QTL analysis of cleistogamy in soybean // Theor Appl Genet. 2008. Vol. 117. P. 479–487. doi: 10.1007/s00122-008-0792-5
  43. Liu B., Fujita T., Yan Z.-H., et al. QTL Mapping of Domestication-related Traits in Soybean (Glycine max) // Ann Bot. 2007. Vol. 100, No. 5. P. 1027–1038. doi: 10.1093/aob/mcm149
  44. Liu B., Abe J. QTL mapping for photoperiod insensitivity of a Japanese soybean landrace Sakamotowase // J Hered. 2010. Vol. 101, No. 2. P. 251–256. doi: 10.1093/jhered/esp113
  45. Cheng L., Wang Y., Zhang C., et al. Genetic analysis and QTL detection of reproductive period and post-flowering photoperiod responses in soybean // Theor Appl Genet. 2011. Vol. 123. P. 421–429. doi: 10.1007/s00122-011-1594-8
  46. Liu W., Kim M.Y., Kang Y.J., et al. QTL identification of flowering time at three different latitudes reveals homeologous genomic regions that control flowering in soybean // Theor Appl Genet. 2011. Vol. 123. P. 545–553. doi: 10.1007/s00122-011-1606-8
  47. Komatsu K., Hwang T.-Y., Takahashi M., et al. Identification of QTL controlling post-flowering period in soybean // Breed Sci. 2012. Vol. 61, No. 5. P. 646–652. doi: 10.1270/jsbbs.61.646
  48. Lu S., Li Y., Wang J., et al. QTL mapping for flowering time in different latitude in soybean // Euphytica. 2015. Vol. 206. P. 725–736. doi: 10.1007/s10681-015-1501-5
  49. Kong L., Lu S., Wang Y., et al. Quantitative trait locus mapping of flowering time and maturity in soybean using next-generation sequencing-based analysis // Front Plant Sci. 2018. Vol. 9. P. 1–20. doi: 10.3389/fpls.2018.00995
  50. Liu D., Yan Y., Fujita Y., et al. A major QTL (qFT12.1) allele from wild soybean delays flowering time // Mol Breed. 2018. Vol. 38, No. 4. doi: 10.1007/s11032-018-0808-z
  51. Fang C., Chen L., Nan H., et al. Rapid identification of consistent novel QTLs underlying long-juvenile trait in soybean by multiple genetic populations and genotyping-by-sequencing // Mol Breed. 2019. Vol. 39. ID80. doi: 10.1007/s11032-019-0979-2
  52. Hayama R., Coupland G. The Molecular Basis of Diversity in the Photoperiodic Flowering Responses of Arabidopsis and Rice // Plant Physiol. 2004. Vol. 135, No. 2. P. 677–684. doi: 10.1104/pp.104.042614
  53. Valverde F., Mouradov A., Soppe W., et al. Photoreceptor regulation of CONSTANS protein in photoperiodic flowering // Science. 2004. Vol. 303, No. 5660. P. 1003–1006. doi: 10.1126/science.109176
  54. Tsuji H., Taoka K.-I., Shimamoto K. Regulation of flowering in rice: two florigen genes, a complex gene network, and natural variation // Curr Opin Plant Biol. 2011. Vol. 14, No. 1. P. 45–52. doi: 10.1016/j.pbi.2010.08.016
  55. Bouche F., Lobet G., Tocquin P., Perilleux C. FLOR-ID: an interactive database of flowering-time gene networks in Arabidopsis thaliana // Nucleic Acids Res. 2016. Vol. 44, No. D1. P. D1167–D1171. doi: 10.1093/nar/gkv1054
  56. Jung C.-H., Wong C.E., Singh M.B., Bhalla P.L. Comparative genomic analysis of soybean flowering genes // PLoS One. 2012. Vol. 7, No. 6. P. e38250. doi: 10.1371/journal.pone.0038250
  57. Kim M.Y., Shin J.H., Kang Y.J., et al. Divergence of flowering genes in soybean // J Biosci. 2012. Vol. 37. P. 857–870. doi: 10.1007/s12038-012-9252-0
  58. Liu B., Kanazawa A., Matsumura H., et al. Genetic redundancy in soybean photoresponses associated with duplication of phytochrome A gene // Genetics. 2008. Vol. 180, No. 2. P. 996–1007. doi: 10.1534/genetics.108.092742
  59. Watanabe S., Hideshima R., Xia Z., et al. Map-based cloning of the gene associated with the soybean maturity locus E3 // Genetics. 2009. Vol. 182, No. 4. P. 1251–1262. doi: 10.1534/genetics.108.098772
  60. Watanabe S., Xia Z., Hideshima R., et al. A map-based cloning strategy employing a residual heterozygous line reveals that the GIGANTEA gene is involved in soybean maturity and flowering // Genetics. 2011. Vol. 188, No. 2. P. 395–407. doi: 10.1534/genetics.110.125062
  61. Tsubokura Y., Matsumura H., Xu M., et al. Genetic variation in soybean at the maturity locus E4 is involved in adaptation to long days at high latitudes // Agronomy. 2013. Vol. 3, No. 1. P. 117–134. doi: 10.3390/agronomy3010117
  62. Xu M., Xu Z., Liu B., et al. Genetic variation in four maturity genes affects photoperiod insensitivity and PHYA-regulated post-flowering responses of soybean // BMC Plant Biol. 2013. Vol. 13. ID91. doi: 10.1186/1471-2229-13-91
  63. Molnar S.J., Rai S., Charette M., Cober E.R. Simple sequence repeat (SSR) markers linked to E1, E3, E4, and E7 maturity genes in soybean // Genome. 2003. Vol. 46, No. 6. P. 1024–1036. doi: 10.1139/g03-079
  64. Watanabe S., Tsukamoto C., Oshita T., et al. Identification of quantitative trait loci for flowering time by a combination of restriction site-associated DNA sequencing and bulked segregant analysis in soybean // Breed Sci. 2017. Vol. 67, No. 3. P. 277–285. doi: 10.1270/jsbbs.17013
  65. Cober E.R., Morrison M.J. Regulation of seed yield and agronomic characters by photoperiod sensitivity and growth habit genes in soybean // Theor Appl Genet. 2010. Vol. 120, No. 5. P. 1005–1012. doi: 10.1007/s00122-009-1228-6
  66. Lu S., Zhao X., Hu Y., et al. Natural variation at the soybean J locus improves adaptation to the tropics and enhances yield // Nat Genet. 2017. Vol. 49. P. 773–779. doi: 10.1038/ng.3819
  67. Yue Y., Liu N., Jiang B., et al. A single nucleotide deletion in J encoding GmELF3 confers long juvenility and is associated with adaption of tropic soybean // Molecular Plant. 2017. Vol. 10, No. 4. P. 656–658. doi: 10.1016/j.molp.2016.12.004
  68. McBlain B.A., Hesketh J.D., Bernard R.L. Genetic effect on reproductive phenology in soybean isolines differing in maturity genes // Can J Plant Sci. 1987. Vol. 67, No. 1. P. 105–115. doi: 10.4141/cjps87-012
  69. Wang Y., Wu C.X., Zhang X.M., et al. Effects of soybean major maturity genes under different photoperiods // Acta agronomica sinica. 2008. Vol. 34, No. 7. P. 1160–116. doi: 10.3724/SP.J.1006.2008.01160
  70. Whigham D.K., Minor H.C., Carmen S.G. Effects of environment and management on soybean performance in the tropics1 // Agronomy J. 1978. Vol. 70, No. 4. P. 587–592. doi: 10.2134/agronj1978.00021962007000040017x
  71. Egli D.B. Seed biology and the yield of grain crops. Wallingford, UK: CAB International, 1998.
  72. Severin A.J., Woody J.L., Bolon Y.-T., et al. RNA-Seq Atlas of Glycine max: A guide to the soybean transcriptome // BMC Plant Biol. 2010. Vol. 10. ID160. doi: 10.1186/1471-2229-10-160
  73. Libault M., Farmer A., Joshi T., et al. An integrated transcriptome atlas of the crop model Glycine max, and its use in comparative analyses in plants // Plant J. 2010. Vol. 63, No. 1. P. 86–99. doi: 10.1111/j.1365-313X.2010.04222.x
  74. Upadhyay A.P., Ellis R.H., Summerfield R.J., et al. Characterization of photothermal flowering responses in maturity isolines of soyabean [Glycine max (L.) Merrill] cv. Clark // Ann Bot. 1994. Vol. 74, No. 1. P. 87–96. doi: 10.1093/aob/74.1.87
  75. Thakare D., Kumudini S., Dinkins R.D. Expression of flowering-time genes in soybean E1 near-isogenic lines under short and long day conditions // Planta. 2010. Vol. 231. P. 951–963. doi: 10.1007/s00425-010-1100-6
  76. Zhou Z., Jiang Y., Wang Z., et al. Resequencing 302 wild and cultivated accessions identifies genes related to domestication and improvement in soybean // Nat Biotechnol. 2015. Vol. 33. P. 408–414. doi: 10.1038/nbt.3096
  77. Langewisch T., Zhang H., Vincent R., et al. Major soybean maturity gene haplotypes revealed by SNPViz analysis of 72 sequenced soybean genomes // PLoS One. 2014. Vol. 9, No. 4. P. e94150. doi: 10.1371/journal.pone.0094150
  78. Xu M., Yamagishi N., Zhao C., et al. The soybean-specific maturity gene E1 family of floral repressors controls night-break responses through down- regulation of Flowering Locus T orthologs // Plant Physiol. 2015. Vol. 168, No. 4. P. 1735–1746. doi: 10.1104/pp.15.00763
  79. Zhu J., Takeshima R., Harigai K., et al. Loss of function of the E1-Like-b gene associates with early flowering under long-day conditions in soybean // Front Plant Sci. 2019. Vol. 9. P. 1867. doi: 10.3389/fpls.2018.01867
  80. Zhai H., Lü S., Wu H., et al. Diurnal expression pattern, allelic variation, and association analysis reveal functional features of the E1 gene in control of photoperiodic flowering in soybean // PLoS One. 2015. Vol. 10, No. 8. P. e0135909. doi: 10.1371/journal.pone.0135909
  81. Zhang X., Zhai H., Wang Y., et al. Functional conservation and diversification of the soybean maturity gene E1 and its homologs in legumes // Sci Rep. 2016. Vol. 6. ID29548. doi: 10.1038/srep29548
  82. Wang Y., Gu Y., Gao H., et al. Molecular and geographic evolutionary support for the essential role of GIGANTEAa in soybean domestication of flowering time // BMC Evol Biol. 2016. Vol. 16. ID79. doi: 10.1186/s12862-016-0653-9
  83. Cober E.R., Tanner J.W., Voldeng H.D. Soybean photoperiod-sensitivity loci respond differentially to light quality // Crop Sci. 1996. Vol. 36, No. 3. P. 606–610. doi: 10.2135/cropsci1996.0011183x003600030014x
  84. Kanazawa A., Liu B., Kong F., et al. Adaptive evolution involving gene duplication and insertion of a novel Ty1/copia-like retrotransposon in soybean // J Mol Evol. 2009. Vol. 69. P. 164–175. doi: 10.1007/s00239-009-9262-1
  85. Li Y. — H., Zhou G., Ma J., et al. De novo assembly of soybean wild relatives for pan-genome analysis of diversity and agronomic traits // Nat Biotechnol. 2014. Vol. 32. P. 1045–1052. doi: 10.1038/nbt.2979
  86. Cober E.R., Tanner J.W., Voldeng H.D. Genetic control of photoperiod response in early-maturing near-isogenic soybean lines // Crop Sci. 1996. Vol. 36, No. 3. P. 601–605. doi: 10.2135/cropsci1996.0011183x003600030013x
  87. Dissanayaka A., Rodriguez T.O., Di S., et al. Quantitative trait locus mapping of soybean maturity gene E5 // Breed Sci. 2016. Vol. 66, No. 3. P. 407–415. doi: 10.1270/jsbbs.15160
  88. Li X., Fang C., Xu M., et al. Quantitative trait locus mapping of soybean maturity gene E6 // Crop Sci. 2017. Vol. 57, No. 5. P. 2547–2554. doi: 10.2135/cropsci2017.02.0106
  89. Zagotta M.T., Hicks K.A., Jacobs C.I., et al. The Arabidopsis ELF3 gene regulates vegetative photomorphogenesis and the photoperiodic induction of flowering // Plant J. 1996. Vol. 10, No. 4. P. 691–702. doi: 10.1046/j.1365-313x.1996.10040691.x
  90. Yu J.-W., Rubio V., Lee N.-Y., et al. COP1 and ELF3 control circadian function and photoperiodic flowering by regulating GI stability // Mol Cell. 2008. Vol. 32, No. 5. P. 617–630. doi: 10.1016/j.molcel.2008.09.026
  91. Matsumura H., Kitajima H., Akada S., et al. Molecular cloning and linkage mapping of cryptochrome multigene family in soybean // The Plant Genome. 2009. Vol. 2, No. 3. P. 271. doi: 10.3835/plantgenome.2009.06.0018
  92. Zhang Q., Li H., Li R., et al. Association of the circadian rhythmic expression of GmCRY1a with a latitudinal cline in photoperiodic flowering of soybean // Proc Natl Acad Sci USA. 2008. Vol. 105, No. 52. P. 21028–21033. doi: 10.1073/pnas.0810585105
  93. Guo H., Yang H., Mockler T.C., Lin C. Regulation of flowering time by Arabidopsis photoreceptors // Science. 1998. Vol. 279, No. 5355. P. 1360–1363. doi: 10.1126/science.279.5355.1360
  94. Kong F., Liu B., Xia Z., et al. Two coordinately regulated homologs of FLOWERING LOCUS Tare involved in the control of photoperiodic flowering in soybean // Plant Physiol. 2010. Vol. 154, No. 3. P. 1220–1231. doi: 10.1104/pp.110.160796
  95. Wu F., Sedivy E.J., Price W.B., et al. Evolutionary trajectories of duplicated FT homologues and their roles in soybean domestication // Plant J. 2017. Vol. 90, No. 5. P. 941–953. doi: 10.1111/tpj.13521
  96. Cai Y., Wang L., Chen L., et al. Mutagenesis of GmFT2a and GmFT5a mediated by CRISPR/Cas9 contributes for expanding the regional adaptability of soybean // Plant Biotechnol J. 2020. Vol. 18, No. 1. P. 298–309. doi: 10.1111/pbi.13199
  97. Cai Y., Chen L., Liu X., et al. CRISPR/Cas9-mediated targeted mutagenesis of GmFT2a delays flowering time in soya bean // Plant Biotechnol J. 2018. Vol. 16, No. 1. P. 176–185. doi: 10.1111/pbi.12758
  98. Cao D., Li Y., Lu S., et al. GmCOL1a and GmCOL1b function as flowering repressors in soybean under long-day conditions // Plant Cell Physiol. 2015. Vol. 56, No. 12. P. 2409–2422. doi: 10.1093/pcp/pcv152
  99. Chen L., Cai Y., Qu M., et al. Soybean adaption to high-latitude regions is associated with natural variations of GmFT2b, an ortholog of Flowering Locus T // Plant Cell Environ. 2020. Vol. 43, No. 4. P. 934–944. doi: 10.1111/pce.13695
  100. Zhai H., Lü S., Liang S., et al. GmFT4, a homolog of Flowering Locus T, is positively regulated by E1 and functions as a flowering repressor in soybean // PLoS One. 2014. Vol. 9, No. 2. P. e89030. doi: 10.1371/journal.pone.0089030
  101. Wickland D.P., Hanzawa Y. The Flowering Locus T/Terminal Flower 1 gene family: functional evolution and molecular mechanisms // Mol Plant. 2015. Vol. 8, No. 7. P. 983–997. doi: 10.1016/j.molp.2015.01.007
  102. Yamanaka N., Watanabe S., Toda K., et al. Fine mapping of the FT1 locus for soybean flowering time using a residual heterozygous line derived from a recombinant inbred line // Theor Appl Genet. 2005. Vol. 110. P. 634–639. doi: 10.1007/s00122-004-1886-3
  103. Soybase.org [Интернет]. SoyBase, Integrating Genetics and Genomics to Advance Soybean Research [дата обращения: 12.07.2021]. Доступ по ссылке: https://www.soybase.org/soybaselist/index.php
  104. Takeshima R., Hayashi T., Zhu J., et al. A soybean quantitative trait locus that promotes flowering under long days is identified as FT5a, a Flowering Locus T ortholog // J Exp Bot. 2016. Vol. 67, No. 17. P. 5247–5258. doi: 10.1093/jxb/erw283
  105. Wang L., Sun S., Wu T., et al. Natural variation and СRISPR/Cas9-mediated mutation in GmPRR37 affect photoperiodic flowering and contribute to regional adaptation of soybean // Plant Biotechnol J. 2020. Vol. 18, No. 9. P. 1869–1881. doi: 10.1111/pbi.13346
  106. Takahashi R., Abe J. Soybean maturity genes associated with seed coat pigmentation and cracking in response to low temperatures // Crop Sci. 1999. Vol. 39, No. 6. P. 1657–1662. doi: 10.2135/cropsci1999.3961657x
  107. Sedivy E.J., Akpertey A., Vela A., et al. Identification of non-pleiotropic loci in flowering and maturity control in soybean // Agronomy. 2020. Vol. 10, No. 8. P. 1204. doi: 10.3390/agronomy10081204
  108. Pan L., He J., Zhao T., et al. Efficient QTL detection of flowering date in a soybean RIL population using the novel restricted two-stage multi-locus GWAS procedure // Theor Appl Genet. 2018. Vol. 131. P. 2581–2599. doi: 10.1007/s00122-018-3174-7
  109. Liu W., Jiang B., Ma L., et al. Functional diversification of Flowering Locus T homologs in soybean: GmFT1a and GmFT2a/5a have opposite roles in controlling flowering and maturation // New Phytologist. 2017. Vol. 217, No. 3. P. 1335–1345. doi: 10.1111/nph.14884
  110. Saindon G., Beversdorf W.D., Voldeng H.D. Adjustment of the soybean phenology using the E4 locus // Crop Sci. 1989. Vol. 29, No. 6. P. 1361–1365. doi: 10.2135/cropsci1989.0011183x002900060006x
  111. Zhai H., Lü S., Wang Y., et al. Allelic variations at four major maturity e genes and transcriptional abundance of the E1 gene are associated with flowering time and maturity of soybean cultivars // PLoS One. 2014. Vol. 9, No. 5. P. e97636. doi: 10.1371/journal.pone.0097636
  112. Jiang B., Nan H., Gao Y., et al. Allelic combinations of soybean maturity loci E1, E2, E3 and E4 result in diversity of maturity and adaptation to different latitudes // PLoS One. 2014. Vol. 9, No. 8. P. e106042. doi: 10.1371/journal.pone.0106042
  113. Voldeng H.D., Saindon G. Registration of seven long-daylength insensitive soybean genetic stocks // Crop Sci. 1991. Vol. 31, No. 5. P. 1399. doi: 10.2135/cropsci1991.0011183x003100050095x
  114. Abe J., Xu D., Miyano A., et al. Photoperiod-insensitive Japanese soybean landraces differ at two maturity loci // Crop Sci. 2003. Vol. 43, No. 4. P. 1300–1304. doi: 10.2135/cropsci2003.1300
  115. Han T.F., Wang J.L. Studies on the post flowering photoperiodic responses in soybean // Acta Bot Sin. 1995. Vol. 37, No. 11. P. 863–869.
  116. Egli D.B. Time and the productivity of agronomic crops and cropping systems // Agron J. 2011. Vol. 103, No. 3. P. 743–750. doi: 10.2134/agronj2010.0508
  117. Kurasch A.K., Hahn V., Leiser W.L., et al. Identification of mega-environments in Europe and effect of allelic variation at maturity E loci on adaptation of European soybean // Plant Cell Environ. 2017. Vol. 40, No. 5. P. 765–778. doi: 10.1111/pce.12896
  118. Sun H., Jia Z., Cao D., et al. GmFT2a, a soybean homolog of Flowering Locus T, is involved in flowering transition and maintenance // PLoS One. 2011. Vol. 6, No. 12. P. 18–20. doi: 10.1371/journal.pone.0029238
  119. Kumawat G., Yadav A., Satpute G.K., et al. Genetic relationship, population structure analysis and allelic characterization of flowering and maturity genes E1, E2, E3 and E4 among 90 Indian soybean landraces // Physiol Mol Biol Plants. 2019. Vol. 25. P. 387–398. doi: 10.1007/s12298-018-0615-3
  120. Герасимова С.В., Хлесткина Е.К., Кочетов А.В., Шумный В.К. Система CRISPR/CAS9 для редактирования геномов и особенности ее применения на однодольных растениях // Физиология растений. 2017. Т. 64, № 2. С. 92–108. doi: 10.1134/S1021443717010071

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Распределение генов-кандидатов, определяющих начало цветения и связанных с ними QTL, в геноме сои. Столбцы представляют хромосомы сои. Серым цветом обозначены области, содержащие QTL, а более темные участки показывают перекрытия между различными QTL. Локусы E1, E2, E3, E7, E8, E9 и J показаны с левой стороны хромосом, а соответствующие молекулярные маркеры обозначены черным. Знаки вопроса рядом с локусами указывают на то, что соответствующие гены этих QTL остаются неизвестными. Синие линии на хромосомах указывают на положение соевых ортологов генов цветения у арабидопсиса. Ортологи, расположенные в QTL, помечены как символы гена Arabidopsis синим цветом, а красные буквы обозначают охарактеризованные гены, соответствующие QTL (по: Zhang и соавт., 2017 [26])

Скачать (338KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Регуляция перехода развития от вегетативного к репродуктивному у сои в условиях длинного (ДД) и короткого дня (КД). Стрелки — стимуляция экспрессии генов под влиянием ДД. Серая Т-образная — ингибирование экспрессии генов под влиянием ДД. Перечеркнутая черная стрелка — отсутствие стимулирования генов на КД. Перечеркнутая Т-образная линия — отсутствие ингибирования генов на КД. Черная Т-образная линия — отсутствие влияния КД на ген E1. Широкие стрелки — итоговое влияние генов на развитие растений

Скачать (101KB)
Метаданные

© ООО "Эко-Вектор", 2022


 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах