在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，種子大小是重要的農(nóng)藝性狀之一，也是關(guān)鍵的產(chǎn)量構(gòu)成因素。隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展，越來越多的植物物種或品種的基因組信息為人們所知。因此，利用全基因組關(guān)聯(lián)分析（Genome-wide association study, GWAS）的方法追溯重要表型背后潛在的調(diào)控基因是區(qū)別于傳統(tǒng)遺傳學篩選的有效新途徑。模式植物擬南芥（Arabidopsis thaliana）具有分布廣泛、表型變異多樣、未經(jīng)人工馴化的特點，是挖掘自然遺傳變異對表型影響的理想材料。雖然研究者們經(jīng)過多年的努力已經(jīng)尋找到了一系列控制擬南芥種子大小的重要基因，但其中大部分在調(diào)控種子大小的同時還會對植物的正常生長發(fā)育以及育性產(chǎn)生不利影響。

      鄧興旺/何光明研究團隊利用來自全球各地的不同擬南芥生態(tài)型，進行種子大小調(diào)控新因子的挖掘。通過全基因組關(guān)聯(lián)分析，鑒定出38個與種子大小顯著相關(guān)的SNP（Single Nucleotide Polymorphism）位點。其中位于2號染色體的一個SNP位點附近存在一個編碼細胞周期蛋白的基因CYCB1;4（At2g26760）。該基因特異地表達在受精前胚珠中，并在胚珠受精后逐漸轉(zhuǎn)移到發(fā)育的胚中。該基因在胚珠中的表達水平與“大種子”群體生態(tài)型種子的大小呈顯著正相關(guān)。過量表達該基因會導致細胞周期加快、種子變大、產(chǎn)量提高的表型。敲除該基因會使使種子變小，但對于苗期生長沒有任何影響。CYCB1;4的缺失對于“大種子”群體生態(tài)型的影響尤為明顯。由于CYCB1;4是在擬南芥自然群體中發(fā)現(xiàn)的，因此在馴化過的作物群體中可能并不易被找到。該研究從而為作物育種提供了新的參考靶點。