课题来源于黑龙江省自然科学基金面上项目（大豆DHSs的精细定位及内含子型增强子的鉴定）。大豆是具有重要经济价值的粮食和油料作物，是植物蛋白和食用油的主要来源。大豆植株在生长过程中经常受到病虫害等生物胁迫和干旱、高温、低温和高盐等非生物胁迫，严重威胁大豆生产。高等植物受到逆境胁迫后， 体内特定细胞能对逆境胁迫条件进行响应，缓解胁迫压力，以利于植物生长。基因表在时间和空间上的精确调节是细胞对外界信号进行响应最重要的基础。因此，研究大豆基因表达与调控的分子机理，提高其对胁迫的抗逆能力，对大豆生产有着极其重要的意义。对Willams82根、叶、花和未成熟籽粒进行MH-seq，在根、叶片、花和籽粒中分别定位到特异性MHSs和组织共有MHSs。建立了大豆毛状根系统和原生质体瞬时荧光表达系统以高通量鉴定大豆增强子，筛选出籽粒特异性增强子seed.Chr14.9381, seed.Chr12.6799, seed.Chr04.6072，seed.Chr14.7299和根特异性增强子Root.Chr13.570。对根特异性增强子root.Chr13.570进一步分析发现, 超级增强子Root13是GmBIR1基因家族（Glyma.13G252100和Glyma.13G252200）基因组区域内唯一的超大染色质开放区域。转录组和qPCR实验结果表明GmBIR1基因家族特异性在大豆根中特异性表达。利用CRISPR基因编辑技术获得根特异性增强子root.Chr13.570敲除突变体，增强子root.Chr13.570敲除后显著降低了是GmBIR1基因家族的表达，且root.Chr13.570增强子突变与GmBIR1基因家族突变体一致，均表现生长发育受到抑制和提高对尖孢镰刀菌的抗性，表明增强子root.Chr13.570通过调控GmBIR1基因家族的时空表达，来调控大豆对尖孢镰刀菌的免疫抗性。本研究在全基因组范围内定位大豆不同组织特异性增强子，建立增强子鉴定体系，并对大豆增强子的作用机制进行探索，发表高水平论文2篇，获得国家发明专利1项，为增强子用于大豆抗性育种奠定理论基础。

东北农业大学

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