年夜豆（Glycine max）是全世界主要的植物卵白及植物油来历之一，广泛运用在人类食物、动物饲料和工业原料，具备主要的经济及社会价值。提高峻豆产量始终是年夜豆育种范畴的焦点方针，直接瓜葛到全世界食粮安全及农业可连续成长。只管最近几年来于年夜豆育种中取患了诸多进展，关在年夜豆种子性状的份子调控机制仍旧不甚了了，是以，深切研究年夜豆种子性状的遗传机制，挖掘影响产量的要害基因，对于在提高峻豆产量及品质具备主要的理论意义及现实价值。

中国科学院遗传与发育生物学研究所张劲松研究组经由过程对于不变转化的MIR172a过表达年夜豆植株举行全生养期的不雅察及产量性状阐发，成果显示，MIR172a过表达显著降低了种子巨细及重量，百粒重由比照品种JACK的17.01g降低至6.02g至9.23g。此外，种子中脂肪酸构成发生了变化。此中软脂酸16:0、硬脂酸18:0、油酸18:1及亚油酸18:2削减，而亚麻酸18:3增长，同时卵白质含量有所晋升。这注解miR172a于调控年夜豆种子表型以和脂肪酸及卵白质堆集方面阐扬了要害作用。为了鉴定miR172a的靶基因，研究团队使用MiRbase网站筛选出10个AP2/ERF家族基因作为候选，进一步阐发发明ERF416及ERF413于MIR172a转基因年夜豆种子中表达显著下调，5’RACE-PCR试验证明miR172a可于ERF416及ERF413的靶位点引诱mRNA切割，证实了ERF416及ERF413是miR172a的靶基因。

随后，研究团队经由过程CRISPR/Cas9基因编纂技能构建了ERF416及ERF413突变体，研究其年夜豆种子表型的变化。与比照品种DN50比拟，突变体子粒变小，百粒重显著降落，但单株产量年夜幅增长，单株产量最高可提高31.8%。同时，突变体子粒脂肪酸含量较着上升，特别是油酸（18:1），而卵白质含量降落。过表达ERF416能显著提高种子巨细及百粒重，增幅最高可达13%；因为过表达质料中单粒荚比例上升、四粒荚比例降落，致使每一株种子总数削减，产量未受显著影响。此外，过表达质料中脂肪酸含量显著降低，特别是亚油酸（18:2）含量削减。以上成果注解，ERF416过表达有助在提高峻豆种籽粒重，但可能对于脂肪酸堆集孕育发生负面影响。

进一步经由过程转录组阐发发明于ERF416/413突变体中，GmKIX8-1表达上调。试验证实ERF416/413经由过程联合其启动子区域的GCC元件按捺GmKIX8-1表达，从而促成种子增年夜。此外，ERF416/413还有能激活另外一个下流基因GmSWEET10a的表达：三木SEO-于过表达年夜豆中该基因上调，于突变体中则下调。双荧光素酶及ChIP试验均验证了ERF416/413与GmKIX8-一、GmSWEET10a启动子的直接联合与调控瓜葛。

末了，经由过程阐发ERF416启动子的单倍型变异和其与年夜豆种子巨细及基因表达的瓜葛，发明于195个栽培年夜豆及94个野生年夜豆中，有三种重要单倍型（Hap一、Hap二、Hap3）。Hap1对于应较高的ERF416表达及较年夜的百粒重，与较低的脂质含量相干，而Hap3则与较高的脂质含量相干。差别地域的年夜豆中，Hap3的比例从东北至南边逐渐降低，注解Hap3可以作为高油品种育种的良好等位基因。该研究发明miR172a - ERF416/413模块可调控子粒巨细及粒重，但可能经由过程差别路子调控脂肪酸含量（图）。

上述研究以The miR172a-ERF416/413 module regulates soybean seed traits为题，在2025年8月14日于线发表在Journal of Integrative Plant Biology(DOI:10.1111/jipb.70015)。张劲松研究组已经卒业的金萌博士、韩佳祺博士为论文第一作者，张劲松研究员、张万科副研究员及陶建军助理研究员为配合通信作者。该研究获得了陈受宜研究员的引导。该研究获得了国度天然科学基金等项目资助。

miR172a-ERF416/413模块调控年夜豆子粒性状的机制