近日，山东大学生命科学学院教授向凤宁团队在大豆分子育种领域取得突破性研究——揭开大豆一个耐盐基因协同调控大豆产量及耐盐碱性的新机制，找到决定大豆耐盐能力的“分子开关”，并据此培育出盐碱地高产大豆新种质，构建了从基因发现、机制解析到分子标记辅助育种的全链条创新体系。相关成果发表在国际学术期刊《先进科学》。

长期以来，我国大豆产业面临“高产”与“耐盐碱”难以兼顾的困境，进口率超80%，核心瓶颈在于单产低、种植面积不足。我国虽有 5 亿亩盐渍化土地可扩种大豆，但大豆在盐碱胁迫下易减产，高产耐盐碱调控基因发掘是实现大豆分子育种的前提，但协同调控大豆高产及耐盐碱关键基因还较少，这些基因在野生大豆、农家种及栽培种中的DNA变异特征及其调控产量及耐盐碱性的机理尚不清楚。

向凤宁介绍，团队以大豆耐盐基因为研究核心，前期已发现晚期胚胎发育丰富蛋白基因GmPM30具有促进大豆耐盐的功能。为揭示该基因在自然群体中的DNA变异特征，团队人员对555份涵盖野生种、农家种及栽培种的大豆种质开展单倍型分析。

研究发现，GmPM30基因真正的“玄机”藏在编码区的单碱基（T/C）变异——这个微小差异如同“分子开关”，将大豆种质划分为强耐盐型GmPM30-HapT（携带“T”）与普通耐盐型GmPM30-HapC（携带“C”）。盐碱地种植的238份HapT型大豆，单株粒重、百粒重均显著高于HapC型；盐胁迫下，HapT型转基因大豆长势与生物量更优，证实其兼具耐盐与高产优势。

为何一个小小的碱基变化能产生如此巨大影响？作用机制研究表明，HapT型蛋白能与凝集素蛋白形成高效的“耐盐碱增产协同模块”，减少细胞离子渗漏与有害物质积累，还能激活氧化还原相关基因表达，为大豆筑起“耐盐盔甲”。“耐盐碱增产协同模块”的三个基因均经人工定向选择，且GmPM30-HapT与高纬度、高盐碱环境适应性密切相关，是自然选择与人工选育的“双重优选”。

目前，团队已为HapT“开关”开发出检测效率达100%的分子标记，可在大豆苗期快速筛选优良植株。利用这一技术，团队将“晋豆28”（携带“C”）与“菏豆12”（携带“T”）杂交，成功创制出盐碱地高产耐盐大豆新种质，实现从基因发现到品种培育关键一步。

山东大学在读博士研究生黄仕钰为该论文第一作者，向凤宁教授、李朔副教授和鲁庆研究员为共同通讯作者，山东大学为唯一第一作者和通讯作者单位。该研究获国家科技创新 2030 重大项目、国家重点研发计划、山东省重点研发计划、国家自然科学基金联合基金及国家自然科学基金等项目资助。