叶片形态是植物株型的重要构成因素，不仅能影响光穿透、光吸收、CO2固定和光合效率，还能改变种群的冠层结构，优化光分布，提高光能利用效率，促进透气性。因此，合理叶片形态即分布构成的冠层结构对提高作物产量具有重要的生产和理论意义。
        Frontier in plant science近日在线发表了粮油所大豆研究中心题为“QTL and candidate genes for heterophylly in soybean based on two populations of recombinant inbred lines”的研究论文。该研究结合多群体基于高密度遗传连锁图谱的QTL定位、亲本深度重测序数据挖掘及基因转录水平差异表达等分析，研究了大豆异叶性的遗传特征，发掘相关QTL位点，预测候选基因并进行了相关机制探究。
       

该研究基于课题组选育的高产广适大豆品种冀豆17具有典型“上窄下圆”的异叶性（既下部叶片为典型卵圆叶，自下而上叶宽逐渐变窄，至上部为典型披针叶）特征，分别与圆叶品种冀豆12和披针品种绥农14杂交构建高世代重组自交系（RIL）。以两群体F2:6代RIL为材料利用简化基因组测序（BSA）的方法构建两张高密度遗传连锁图谱。文章首次以上部叶形（LSUP）与基部叶形（LSDOWN）的比值（RLS）来量化植株异叶性表型。结合连续两年的田间表型鉴定，发掘出8个与异叶性相关的QTL，其中位于第1、18、19和20号染色体的4个QTL为多年稳定的主效QTL。
        通过深度重测序，获得3个亲本平均深度为17×的基因组数据。分析QTL的置信区间内亲本间存在序列差异的基因，结合基因功能注释及组织表达情况，确定了4个异叶性相关的候选基因Glyma.01G151800、Glyma.18G279500、Glyma.19G194300和Glyma.20G116200。通过RT-qPCR分析显示，候选基因在不同发育时期顶芽的表达量差异造成了冀豆17的异叶性。
       

张孟臣研究员、杨春燕研究员和澳大利亚CSIRO刘春吉博士为通讯作者，陈强、刘兵强为共同第一作者。本研究得到了国家现代农业产业技术体系(CARS-04-PS06)、国家自然科学基金 (31471522 )、河北省大豆现代种业科技创新团队 (21326313D-4)和河北省自然科学基金 (C2020301020 )等项目的资助。