m6体育福建农林大学副教授以共同第一作者身份发表Nature Plants豆科植物的共生固氮有利于可持续农业，但过度结瘤和固氮消耗的过多能量往往导致植株发育缺陷影响整体产量，因而通过优化根瘤增加大豆产量的育种策略一直被忽视。另外，大豆籽粒中蛋白质和油脂含量的变化往往呈现负相关性，当前育种中缺乏同时提高籽粒蛋白质和油脂的有效策略。因此研究大豆碳氮平衡调控机制，通过优化根瘤培育高蛋白和高油脂的绿色高产大豆品种，具有重要的意义。

　　5月9日，福建农林大学资源与环境学院钟祥斌和王杰博士与合作团队在Nature Plants（《自然-植物》）在线发表题为Genetically optimising soybean nodulation improves yield and protein content的（遗传优化大豆结瘤提高产量和蛋白质含量）研究论文米乐m6官网米乐m6官网，通过基因编辑精准调控根瘤数量，实现碳氮平衡的高效固氮，从而在大田种植条件下大幅提高大豆产量和蛋白含量。该研究因此提出“优化结瘤固氮促进高产优质”的精准育种新思路。

　　该研究通过基因编辑创制了根瘤数量不同程度改变的各种大豆突变体（nin-4m，ric1b/2b，ric1a/2a，ric-6m和nark），发现超级结瘤大豆突变体ric-6m和nark生物量减少，而根瘤增加1倍的ric1a/2a突变体生物量显著增加。同位素示踪等实验表明，ric1a/2a根瘤数量适当提高，不仅增加生物固氮作用，还通过氮素促进了叶绿素含量，增强大豆光合效率，最终达到碳氮协同促进。ric1a/2a中适当增加的根瘤并未像超结瘤突变体一样消耗过多碳源，因此维持了碳氮平衡。作者在福建、河北等地开展了多年多点田间试验，与底盘国审品种华春6相比，ric1a/2a的小区产量显著提升10-20%以上，而蛋白质含量稳定提高1-2个百分点，且不显著降低含油量。这归因于ric1a/2a中转运到种子的碳源与氮源协同提升，因此实现协同增加产量和蛋白质的生物育种。通过基因编辑等生物育种手段优化大豆结瘤固氮，有望成为提升大豆单产和品质，并促进绿色种植的重要途径，对打好大豆种业翻身仗有重要意义。

　　福建农林大学资源与环境学院钟祥斌副教授、王杰副教授为该论文的共同第一作者，广州大学关跃峰教授、孔凡江教授和分子植物科学卓越创新中心王二涛研究员为共同通讯作者，福建农林大学资源与环境学院为论文第一单位。中国科学院植物研究所杨文强研究员，河北省农林科学院粮油作物研究所杨春燕研究员、史晓蕾副研究员，广州大学柏梦焱博士、汪鑫博士等也参与了合作研究。本工作得到国家重点研发计划（2022YFD1201501）、福建农林大学杰出青年科研人才计划（Kxjq21010）米乐m6官网、河北省自然科学基金（C2020301020）、国家大豆产业技术体系（CARS-04-PS06）、中国科学院青年基础研究（YSBR-011）等项目资助。