💡这项突破是什么?
大豆（ Glycine max （L）Merr.）起源于中国，是传统五谷之一，既是关乎国计民生的重要粮油经济作物，也是全球产量与应用规模均居首位的植物蛋白来源。作为研究生物钟、光周期现象与环境适应性的关键作物，大豆因其对光周期高度敏感，成为解析作物地域适应性与产量形成机制的重要研究对象。
3月9日，首都师范大学生命科学学院刘良玉课题组与中国农科院作科所傅永福课题组合作，在大豆生物节律的表观遗传调控领域取得新突破，研究论文《染色质可及性的昼夜振荡系统性调控大豆节律基因转录》（Circadian oscillations in chromatin accessibility systematically orchestrate rhythmic gene transcription in soybean）已在国际权威期刊《植物细胞》（《The Plant Cell》，IF5y='12.1）正式在线发表。该研究系统揭示了大豆染色质的开放与凝缩状态呈现显著的昼夜节律性振荡规律，并鉴定出染色质可及性与基因表达水平协同振荡的基因亚群。研究成果为解析植物生物钟的内在运行机制与反馈调控通路新增了一种时序动态的表观遗传调控新模式，同时也为大豆生物育种提供了新的理论基础与技术思路。
大豆开花、产量形成等关键过程均受生物钟精准调控，直接决定品种的纬度适应性与种植范围，是实现大豆稳产高产的核心要素。然而，表观遗传调控参与驱动生物钟运转并介导基因节律性表达的分子机制尚不明确。因此，系统解析染色质状态、生物钟与基因转录之间的调控关系，可为阐明大豆生物钟表观遗传调控机制提供理论支撑，也为大豆育种创新奠定重要基础。本研究系统阐明，作为关键的表观遗传调控因素，染色质的开放与凝缩状态在大豆昼夜节律调控中扮演着核心角色。染色质状态与基因表达存在普遍性共振荡，通过包含顺式调控元件（如增强子、转录因子结合位点）的可及性染色质区ACR，参与生物钟核心基因调控、下游转录输出及全局染色质状态反馈调节，这表明生物钟信号输入、维持与输出均与染色质开放区域动态变化紧密偶联。该研究不仅深化了对植物生物钟表观遗传调控的认知，更为大豆跨纬度适应以及产量提升提供了分子靶标，也为大豆分子设计育种、培育广适性新品种、保障国家粮食安全奠定了理论基础。
首都师范大学为第一完成单位。已毕业田昊博士（现为山东理工大学青年教师）、博士生杨梓健与华南农大连启超教授为共同第一作者，刘良玉教授与傅永福研究员为共同通讯作者，感谢首都师范大学李乐攻教授、西安交通大学孙贺全教授的大力支持和帮助，感谢广州大学孔凡江教授和南京农大宋庆鑫教授分享大豆遗传材料。该项研究受到国家基金委“优青”项目、面上项目及北京市自然科学基金等项目资助。
