现任团队负责人：盖钧镒 院士

一、研究进展

1. 优异种质形成遗传基础

针对大豆种质鉴定技术落后、优异种质数量不足、遗传背景不清、耐逆品种短缺（特别是中央1号文件提出的适于带状复合种植、耐盐碱的性状）等问题，围绕大豆单产、抗性、株型等研究方向，主要开展大豆高产、抗病、株型相关大豆优异基因的发掘、大豆突变体筛选鉴定、新材料创制及高产优质多抗大豆新品种培育工作。

揭示了菜用大豆籽粒硬度的调控机制。鉴定了来自中国26个省的216份大豆材料的鲜食期籽粒硬度，利用加权基因共表达网络分析（WGCNA）筛选到了调控菜用大豆籽粒硬度的共表达基因模块和GmSWEET2等关键基因。GmSWEET2的过表达植株与野生型相比，鲜食期籽粒硬度显著降低，并且具有更高的淀粉、可溶性糖和脂肪含量，以及更低蛋白质含量。该研究的结果为进一步解析菜用大豆籽粒硬度的分子机制提供了研究基础，为菜用大豆品质性状的遗传改良提供了基因资源。

揭示了MtTCP18对截茎苜蓿植株结构的调控机制。通过研究在截茎苜蓿中鉴定了一个基因MtTCP18，该基因编码与拟南芥基因BRC1（BRANCHED1）高度保守的TEOSINTE BRANCHED1/CYCLOIDEA/增殖细胞因子（TCP）转录因子。表达分析显示，MtTCP18在所有检查的器官中都有表达，在荚和腋芽中的表达相对较高。MtTCP18可能是育种家优化作物结构以进行作物改良的一个有前途的候选基因。

基于InDel-和SNP-GWAS的大豆10个光合作用相关性状的遗传分析。通过研究鉴定出416个InDels和112个SNPs与大豆光合作用相关性状显著相关。基于GWAS结果，定位区中表达最高的GmIWS1（编码转录延长因子）和GmCDC48（编码细胞分裂周期蛋白）分别被确定为负责叶绿素荧光和气体交换参数的候选基因。对GmIWS1和GmCDC48进行了具有更高光合作用、种子重量和种子产量的有利单倍型的进一步鉴定。研究结果为控制大豆光合作用和产量的遗传机制提供了有价值的见解。

揭示了GmSRC2的过表达增强大豆对大豆疫霉的抗性。研究发现编码含C2结构域蛋白的GmSRC2可以对各种胁迫做出反应，OE-GmSRC2-1和OE-GmSRC2-2品系的感染叶片和子叶的病害症状和大豆疫霉生物量明显低于野生型（WT），GmSRC2的沉默严重增加了大豆疫霉的疾病症状和生物量。GmSRC2的过表达上调了大豆疫霉的ADA2/GCN5模块。上述结果表明，GmSRC2在调节大豆对卵菌的抗性中起着至关重要的作用。

2. 优异种质设计技术

鉴定了东北大豆种质苗期耐碱基因等位基因系统。在黑龙江牡丹江对361份东北大豆材料在220mM NaHCO3:Na2CO3=9:1（pH=9.8）条件下进行了苗期耐碱性评价。RTM-GWAS分析，鉴定出132个主效候选基因，359个等位基因，35个基因×环境基因，103个等位位点，分别解释了90.93%和2.80%的幼苗耐碱表型变异。132个候选基因的生物学功能分为8个功能类别（防御反应、物质运输、调节、代谢相关、物质合成、生物过程、植物发育和未知功能）。从ATI基因等位基因系统中，确定了六个关键基因等位位点作为进一步研究ATI基因网络的起点（Int J Mol Sci, 2024）。

利用形态、生理、生化和基因表达的比较分析揭示了两个大豆导入系的耐涝机制。研究探索了两个对比大豆渗入系A192（耐涝性，WT）和A186（耐涝敏感性，WS）在淹水条件下的形态、生理、生化和转录变化。在淹水胁迫条件下，发现抗氧化酶基因（POD1、POD2、FeSOD、Cu/ZnSOD、CAT1和CAT2）和乙烯相关基因（如ACO1、ACO2、ACS1和ACS2）在WT系中的表达上调。这些发现将有利于未来开发耐涝大豆品种（Plants-Basel, 2024）。

3. 作物优异新种质创制

常规育种创制新种质。以南农60、齐黄34、南农99-6、徐豆14等亲本配置杂交组合200余个，创制新种质100余份，品比试验鉴定出10份优异种质。

生物育种创制新种质。利用克隆鉴定的新基因，运用转基因和基因编辑技术，创制一批高油、高产、抗倒、耐盐碱、耐旱等大豆转基因株系并获得转基因生物中间试验批件。

4. 作物新品种培育与应用

“南农47”入选农业农村部、江苏省2024年农业主导品种。“南农47”是在国家大豆产业技术体系、国家大豆良种重大科研联合攻关项目的支持下，由国家大豆改良中盖钧镒院士领衔的大豆育种团队历时10年系谱选择而育成的高产、优质大豆新品种。该品种适应性好，抗灾能力强，蛋白质含量42-45%，属于高蛋白大豆品种。培育的南农60通过湖北省作物品种审定委员会审定，合作培育的盐豆2号、苏早4号、湘春豆41等3个品种通过审定。

大豆新品种“南农54”转让给嘉祥辉嘉种业有限公司。南农54大豆品种属于淮北夏大豆品种，经农业部谷物品质监督检验测试中心测试：粗蛋白质含量40.3%，粗脂肪含量21.4%。

二、科研产出

1. 发表论文

[1]. Bian Y, Song Z, Liu C, Song Z, Dong J, Xu D.  The BBX7/8-CCA1/LHY transcription factor cascade promotes shade avoidance by activating PIF4. New Phytologist. doi: 10.1111/nph.20256.

[2]. Song Z, Ye W, Jiang Q, Lin H, Hu Q, Xiao Y, Bian Y, Zhao F, Dong J, Xu D. BBX9 forms feedback loops with PIFs and BBX21 to promote photomorphogenic development. J Integr Plant Biol. 66: 1934–1952.

[3]. Song Z, Bian Y, Xiao Y, Xu D. B-BOX proteins: Multi-layered roles of molecular cogs in light-mediated growth and development in plants. J Plant Physiol.299:154265.

[4]. Song Z, Zhao F, Chu L, Lin H, Xiao Y, Fang Z, Wang X, Dong J, Lyu X, Yu D, Liu B, Gai J, Xu D. The GmSTF1/2-GmBBX4 negative feedback loop acts downstream of blue light photoreceptors to regulate isoflavonoid biosynthesis in soybean.Plant Communications. 9: 100730.

[5]. Antwi-Boasiako, Augustine; Zhang, Chunting; Almakas, Aisha; Liu, Jiale; Jia, Shihao; Guo, Na; Chen, Changjun; Zhao, Tuanjie; Feng, Jianying.Identification of QTLs and Candidate Genes for Red Crown Rot Resistance in Two Recombinant Inbred Line Populations of Soybean [Glycine max (L.) Merr.]. AGRONOMY-BASEL.14(8):1693

[6]. Hina, Aiman; Khan, Nadeem; Kong, Keke; Lv, Wenhuan; Karikari, Benjamin; Abbasi, Asim; Zhao, Tuanjie.Exploring the role of FBXL fbxl gene family in Soybean: Implications for plant height and seed size regulation. PHYSIOLOGIA PLANTARUM.176(1):e14191.

[7]. Antwi-Boasiako, Augustine; Jia, Shihao; Liu, Jiale; Guo, Na; Chen, Changjun; Karikari, Benjamin; Feng, Jianying; Zhao, Tuanjie.Identification and Genetic Dissection of Resistance to Red Crown Rot Disease in a Diverse Soybean Germplasm Population.PLANTS-BASEL13(7):940.

[8]. Wang, Yaqi; Chang, Fangguo; Al Amin, G. M.; Li, Shuguang; Fu, Mengmeng; Yu, Xiwen; Zhao, Zhixin; Xu, Haifeng; Zhao, Tuanjie.Gene Mapping of a Yellow-to-Lethal Mutation Based on Bulked-Segregant Analysis-Seq in Soybean.AGRONOMY-BASEL.14(1):185.

[9]. Sharmin, Ripa Akter; Karikari, Benjamin; Bhuiyan, Mashiur Rahman; Kong, Keke; Yu, Zheping; Zhang, Chunting; Zhao, Tuanjie.Comparative Morpho-Physiological, Biochemical, and Gene Expressional Analyses Uncover Mechanisms of Waterlogging Tolerance in Two Soybean Introgression Lines.PLANTS-BASEL.13(7):1011

[10]. Wang, Li; Karikari, Benjamin; Zhang, Hu; Zhang, Chunting; Wang, Zili; Zhao, Tuanjie; Feng, Jianying.Comprehensive Identification of Main, Environment Interaction and Epistasis Quantitative Trait Nucleotides for 100-Seed Weight in Soybean (Glycine max (L.) Merr.). AGRONOMY-BASEL.14(3):483

[11]. Li, Yang; Zhao, Wenqian; Tang, Jiajun; Yue, Xiuli; Gu, Jinbao; Zhao, Biyao; Li, Cong; Chen, Yanhang; Yuan, Jianbo; Lin, Yan; Li, Yan; Kong, Fanjiang; He, Jin; Wang, Dong; Zhao, Tuan-Jie; Wang, Zhen-Yu.Identification of the domestication gene GmCYP82C4 underlying the major quantitative trait locus for the seed weight in soybean.THEORETICAL AND APPLIED GENETICS.137(3):62.

[12]. Yawei Li, Li Chu, Peiyun Lyu, Wenhuan Lyu, Ping Xie, Chunting Zhang, Haoxian Feng, Bin Liu, Tuanjie Zhao.Mutations in the WUSCHEL-related homeobox1 gene cause an increased leaflet number in soybean. The Crop Journal.doi.org/10.1016/j.cj.2024.08.005.

[13]. Muqadas Aleem, Muhammad Khuram Razzaq, Maida Aleem, Wenliang Yan, Iram Sharif, Manzer H. Siddiqui, Saba Aleem, Muhammad Sarmad Iftikhar, Benjamin Karikari, Zulfiqar Ali, Naheeda Begum & Tuanjie Zhao.Genome-wide association study provides new insight into the underlying mechanism of drought tolerance during seed germination stage in soybean. Scientifc Reports.14:20765 .

[14]. Zhao F, Wang Y, Cheng W, Antwi-Boasiako A, Yan W, Zhang C, Gao X, Kong J, Liu W, Zhao T. Genome-wide association study of bacterial blight resistance in soybean. PLANT DISEASE.doi: 10.1094/PDIS-01-24-0162-RE.

[15]. Zhou Qiang, Ding Xianlong, Wang Hongjie, Farooq Zunaira, Wang Liang, Yang Shouping*.A novel in-situ-process technique constructs whole circular cpDNA library.Plant Methods.20: 2.

[16]. Zhou Qiang, Ding Xianlong, Du Wanqing, Wang Hongjie, Wu Shuo, Li Jun, Yang Shouping*. Multi-enzymatic systems synergize new RCA technique amplified super-long dsDNA from DNA circle.Analytica Chimica Acta.1291: 342220.

[17]. Congcong Wang, Jianyu Lin, Yuanpeng Bu, Ruidong Sun, Yang Lu, Junyi Gai, Han Xing*, Na Guo*, Jinming Zhao*. Genome-wide transcriptome analysis reveals key regulatory networks and genes involved in the determination of seed hardness in vegetable soybean.Horticulture Research.11: uhae084.

[18]. Ruidong Sun, Anan Han, Haitang Wang, Congcong Wang, Yang Lu, Danqing Ni, Na Guo *, Han Xing *and Jinming Zhao*. Integrated transcriptome and metabolome analysis reveals molecular mechanisms underlying resistance to Phytophthora root rot.Plants.13: 1705.

[19]. Han Gou, Jilei Gan, Juan Liu, Sushuang Deng, Ling Gan, Xiushuai Wang, Jinming Zhao*, Han Xing* and Na Guo*. The GmCYP2-GmHAL3 module regulates salt tolerance in soybean seedlings.Environmental and Experimental Botany.218: 105604.

[20]. Sushuang Deng, Yu Zhang, Xiaowan Fang, Han Gou, Ruidong Sun, Huidong Xuan, Haitang Wang, Jinming Zhao*, Han Xing*, Na Guo*. Overexpression of GmSRC2 confers resistance to Phytophthora sojae in soybean.Plant Science.349: 112247.

[21]. Zhiyong Xu, Liya Zhang, Keke Kong, Jiejie Kong, Ronghuan Ji, Yi Liu, Jun Liu, Hongyu Li, Yulong Ren, Wenbin Zhou, Tao Zhao, Tuanjie Zhao, Bin Liu.Creeping Stem 1 regulates directional auxin transport for lodging resistance in soybean. Plant Biotechnology Journal.doi.org/10.1111/pbi.14503.

2. 获批专利

[1]. 一种基于原位裂解和脉冲凝胶电泳相结合的叶绿体环状基因组的提取方法。授权专利号：ZL202310058487.8，完成人：杨守萍，周强，丁先龙，杜婉清，王宏杰，公告日：2024年01月02日；

[2]. 大豆耐荫基因GmYUC2的KASP标记及其应用。授权专利号：ZL202311575158.7，完成人：张焦平，曾维英，盖江涛，张一鸣，公告日：2024年03月01日；

[3]. 大豆E2泛素结合酶GmUBC2编码基因的应用。授权专利号：ZL202310306601.4，完成人：程浩，晁盛茜，喻德跃，公告日：2024年3月22日；

[4]. 一种基于RCA和DNA聚合酶矫正反应的长链DNA扩增方法。授权专利号：ZL202310110762.6，完成人：杨守萍，周强，丁先龙，王亮，吴烁，公告日：2024年4月5日；

[5]. 一种大豆植株培养圃及其使用方法。授权专利号：ZL202410004783.4，完成人：盖钧镒，盖江涛，张焦平，公告日：2024年4月30日；

[6]. 大豆GmSAMMT基因在调控植物蛋白含量和/或产量中的应用。授权专利号：ZL202310214014.2，完成人：喻德跃，阚贵珍，元文杰，公告日：2024年4月30日；

[7]. 一个能够调控大豆花叶病毒抗性的E3泛素连接酶基因GmPUB20的应用。授权专利号：ZL202311128408.2，完成人：智海剑，刘慧，王丽群，杨云华，王大刚，公告日：2024年5月28日；

[8]. 与大豆耐盐性显著关联的GmERD15B基因分子标记及其引物和应用，授权专利号：ZL202010759462.7，完成人：李艳，靳婷，孙洋洋，单众，公告日：2024年7月12日；

[9]. 大豆GmMATE109基因及其应用。授权专利号：ZL202310501773.7，完成人：赵团结，万金璐，常芳国，吕文焕，王煜，公告日：2024年7月30日；

[10]. 大豆油脂和粒重相关基因GmPGK5及其分子标记和应用。授权专利号：ZL202410711197.3，完成人：李艳，张凯，朱丰佳，岳秀丽，苗龙，盖钧镒，邢光南，公告日：2024年10月18日；

[11]. 一种大豆生长用补光灯。授权专利号：ZL202322787117.6，完成人：孙磊，郝佩佩，王吴彬，邢光南，刘方东，贺建波，张焦平，张逢凯，李宁，盖钧镒，公告日：2024年5月28日；

[12]. 一种植物活体抗虫性鉴定装置。授权专利号：ZL202420284973.1，完成人：邢光南，刘晓峰，岳丽娜，徐昱斐，盖钧镒，公告日：2024年9月20日。

3. 获批植物新品种保护权

[1]. 南农43，品种权号：CNA20221009408，完成人：盖钧镒、王吴彬等，授权公告日期：2022年10月10日。

4. 审定品种

[1]. 南农60，通过湖北省农作物品种审定委员会审定，审定号：鄂审豆20241008，主要培育人：盖钧镒 王吴彬 等

[2]. 盐豆2号，通过江苏省农作物品种审定委员会审定，审定号：苏审豆20240005，主要培育人：张英虎 赵团结 等

5. 成果转让

        南农54经营权，转让对象：山东嘉祥辉嘉种业有限公司。