大豆（Glycine max）是全球重要的粮食和经济作物，其籽粒富含优质蛋白和食用油，其茎叶则是经济昆虫“豆丹”（Doudan）的重要饲料来源。然而，传统育种方法难以同时优化大豆的籽粒产量和饲料特性。随着基因编辑技术的快速发展，CRISPR/Cas9为精准改良作物性状提供了强有力的工具。

本研究通过编辑大豆中的开花素基因GmFT2a和GmFT5a，成功创制出兼具高产籽粒和高生物量的种质。在短日照条件下，双突变体表现出显著的籽粒产量提升，主茎节数、分枝数和单株荚数显著增加。在长日照条件下，双突变体的总生物量显著提高，表现为营养生长期延长、叶片增大、分枝和节数增加。双突变体的可溶性蛋白和可溶性糖含量保持不变，而苯丙氨酸含量增加、单宁含量降低，可作为优质茎叶饲料。研究进一步揭示了GmFT2a和GmFT5a调控大豆株型的分子机制。GmFT2a和GmFT5a蛋白不仅相互结合，还与大豆分枝和结荚习性关键基因Dt2和SOC1a相互作用，形成复合物，强烈激活下游基因GmAp1s的表达，从而影响大豆的株型发育。该研究为培育适应不同生产需求的大豆品种提供了理论依据和技术支撑，有助于提高大豆的市场竞争力和经济价值。

研究成果近期在线发表于国际期刊International Journal of Biological Macromolecules。东北地理所2021级已毕业硕士研究生熊尚上与2022级硕士研究生王雪荣为论文的共同第一作者，翟红项目研究员为通讯作者。本研究受国家自然科学基金项目(32272187)、中国科学院东北地理与农业生态研究所青年科学家小组项目（2022QNXZ05）和黑龙江省重点研发计划创新基地项目（JD24A011）共同资助。

论文信息：

Shang-Shang Xiong¹,Xue-Rong Wang¹,Kai-Kai Han,Wen-Tian Lu,Xiao-Yv Kong,Rong Fan,Xin-Le Sun,Jia-Qi Tang,Ying-Lu Ji,Kai Wu,Dan-Dan Guo,Zhao Wan,Jia-Ning Xun,Shuang Jiao,Hong Zhai *. Creation of dual-purpose soybean germplasm for grain and forage by CRISPR/Cas9-mediated targeting mutation of GmFT2a and GmFT5a. International Journal of Biological Macromolecules,2025.

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.142234