本网讯 11月2日，国际著名期刊《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS）在线发表了我校生命科学学院李美娜与北京大学王伟、美国杜克大学董欣年等合作完成的研究成果“Comprehensive mapping of abiotic stress inputs into the soybean circadian clock”。李美娜与曹丽军为并列第一作者，广州大学为第一完成单位。

植物和人类一样也有以近24 小时为周期的昼夜节律现象，称之为生物钟（circadian clock）。植物生物钟几乎参与调控植物体的所有生命活动，使植物体与外界环境条件达到时间和空间的同步，极大地增强了植物环境适应性和竞争能力。研究表明，无论是自然选择，还是人工育种，生物钟都是提高作物适应性和产量的关键因素。大豆是优质蛋白质和植物油的主要来源，但由于其基因组复杂，生长周期长，遗传转化效率低等原因，致使大豆生物钟研究极为滞后，这严重阻碍了生物钟在提高大豆环境适应性，进而提高产量中的应用。

该研究在大豆中建立了一个经济、可靠的称之为“分子时刻表”（molecular timetable）分析方法，同时结合RASL-seq（RNA-mediated oligonucleotide annealing, selection and ligation with next-generation sequencing）手段，精细绘制了一份全面的非生物胁迫对大豆生物钟的 “输入” （inputs）图谱。

    图A ， 3695个基因构成的大豆分子时刻表；图B，分子时刻表准确估算实际取材时间；图C、D、E，大豆叶片具有明显的昼夜节律，碱胁迫使野生大豆生物钟相位提前、周期变长。

利用鉴定出的大豆分子时刻表，系统分析了各种非生物胁迫对大豆生物钟基因的影响，1）发现了高温、矿物质营养元素铁的缺失等环境因素对生物钟节律有明显改变，包括首次发现碱胁迫使大豆生物钟周期（period）变长，相位（phase）提前；2）找到了逆境与生物钟相互作用的关键基因，为进一步利用生物钟进行分子设计育种、提高大豆抗逆性提供了关键候选基因，大豆生物钟响应碱胁迫的新发现，为有效利用盐碱滩涂等荒地增加大豆种植面积，提高产量提供了重要途径；3）文中开发的分析方法可用于任何具有基因组信息和可公开获取转录组数据的物种中，为其他物种生物钟与环境互作的研究提供了高效、经济的手段。

文章网址：https://www.pnas.org/content/early/2019/10/31/1708508116

（供稿：生命科学学院）