近日，广东省科学院南繁种业研究所大豆种业研究室在国际知名学术期刊《Plant Physiology》上在线发表了题为“CRISPR/Cas9-Mediated Targeted Editing of GmSH2 Enhances Sugar Accumulation in Vegetable Soybean”的研究论文。该研究通过基因编辑技术精准调控大豆碳代谢通路，成功培育出高糖、高蛋白的鲜食大豆（毛豆）新种质，为“超甜毛豆”的分子育种提供了核心靶点。

鲜食大豆（毛豆）因其丰富的营养价值和独特的风味，在东亚乃至全球范围内广受欢迎。甜度是决定毛豆食用品质和消费者偏好的关键因素，主要受种子中可溶性糖（尤其是蔗糖）含量的影响。在玉米中，Sh2基因的突变是形成“超甜玉米”的遗传基础，但在大豆等豆科作物中，该类同源基因在调控糖代谢及碳分配中的功能此前尚未得到充分解析。南繁种业所王振宇教授团队通过生物信息学手段，在大豆基因组中鉴定出两个与玉米Sh2高度同源的基因—GmSH2a和GmSH2b。研究团队利用基因编辑技术创制了单突变体及双突变体株系。在毛豆采收的关键期（R6-R7阶段），gmsh2双突变体种子的总糖及蔗糖含量显著增加，而淀粉含量较对照品种降低了约40%。GmSH2功能的缺失限制了ADP-葡萄糖的供应，从而抑制了淀粉生物合成。多余的碳流被重新定向，不仅促进了可溶性糖的积累，还通过上调氨基酸合成路径，显著提升了种子的蛋白质含量。田间评价证实，gmsh2突变体在植株高度、叶片形态、种子大小及产量等关键农艺指标上与野生型相比无显著负面影响，展现出极佳的育种应用前景。团队成功将该突变引入优良毛豆品种“毛豆64”中，培育出的新系展现出显著的“增甜”性状，为选育高品质、风味优良的鲜食大豆品种提供了新种质。该研究不仅阐明了GmSH2在豆科植物碳分配中的重要调控作用，更证明了通过精准编辑关键代谢基因，可以有效打破淀粉、糖、油与蛋白之间的代谢平衡，实现大豆品质的“定制化”提升。这一成果对于推动我国毛豆产业的高质量发展、满足消费者对高品质蔬菜的需求具有重要意义。

南繁种业所大豆种业研究室李聪副研究员和张拜宏博士为论文的第一作者，通讯作者为王振宇教授。该研究得到了国家自然科学基金、广东省科学院发展专项资金项目、广州市科技计划等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiag181

（大豆种业研究室/供稿）