中国黄淮海区域，北纬32~40度，是5000年前栽培大豆的诞生地。而如今，低纬度热带地区大豆产量占全球一半以上。作为光周期极为敏感的典型短日照作物，起源于温带的大豆是如何“南下”适应热带生态环境的，又是如何影响产量和在世界范围的种植与分布的？近日，广州大学教授孔凡江、刘宝辉研究团队全面解析了大豆适应热带地区的进化轨迹和遗传基础，解开了这一谜团。
栽培大豆在我国农业生产和粮食安全中占据着重要的地位。然而，大豆天生更适应中高纬度长日照环境，单个品种或种质资源一般只适宜种植于纬度跨度较小的区域内，这让低纬度短日照环境下的大豆产量难以提高。研究发现，大约2000多年前，大豆从我国黄淮海区域传播到了东南亚地区，如菲律宾、马来西亚、泰国等，逐渐适应了当地短日照环境。18世纪，大豆又从我国东北地区传播到了北美洲，进而到达中南美洲地区。
通过调控大豆童期的关键基因，育种家获得了很多适应低纬度短日照环境的大豆品种，进而使热带低纬度地区大豆种植面积快速扩张。目前，低纬度地区大豆产量已经超过全世界大豆总产量的一半。孔凡江团队进行了长期系统深入的研究，发现大豆适应低纬度短日照环境而产生的遗传进化过程。他们利用基因组学等方法，发掘了在低纬度地区短日照条件下控制大豆开花期的新位点Tof16，它由生物钟基因LHY1a编码。
通过将LHY、J和E1的各种等位变异进行组合，可以对大豆的开花期和产量进行定量。他们把这几个基因聚合到一个种质资源中，开发出一系列不同开花期和产量梯度的种质材料，比如从30天到35天、40天、45天……一直到60天。这一思路不仅可用于大豆育种，为提高热带低纬度地区大豆的适应性和产量提供新策略，也为其他作物分子育种提供了理论基础。