大豆的绿色革命提出培育高亩产的大豆理想植株，获取耐密植的大豆新品种是提高大豆亩产量较为有效的途径。耐密植大豆株型表现为直立叶片、减少相互遮荫、提升光合作用效率等性状(Tian et al., 2019; Wang et al., 2020) 。根据水稻中的相关研究，光和重力反应共同决定了叶柄角度。生长素是光响应和重力响应的关键调节激素，因而生长素很可能参与了大豆耐密植株型的形成。

JIPB近日在线发表了福建农林大学海峡联合研究院陈栩教授课题组题为“GmPIN1-mediated auxin asymmetry regulates leaf petiole angle and plant architecture in soybean”的研究论文(htt‍ps://doi.or‍g/10.1111/jipb.13269)，揭示了大豆中的生长素运输载体蛋白PINFORMED1(GmPIN1)介导的大豆叶柄处不对称的生长素分布调节大豆叶柄角度和紧凑株型结构的机制，为优化大豆株型和培育耐密植大豆新品种提供了新思路。研究人员在通过CRISPR-cas9体系构建的大豆Gmpin1abc三突变体和Gmpin1bc双突变体均表现为叶片直立生长、株型紧凑等表型。进一步的研究阐明了大豆GmPIN1a和GmPIN1c基因极性运输生长素从叶片到叶柄基部，造成叶柄基部的生长素浓度、GmPIN1基因表达的不对称性。以叶柄基部的维管束为中轴，靠近地面一侧的生长素浓度高于远离地面一侧;不对称的生长素浓度进而调控了不对称的细胞膨大，决定了大豆叶柄角度的形成。

结合转录组和代谢含量测定，作者进一步发现大部分的黄酮物质在叶柄两侧呈现与GmPIN1a/c以及生长素相反的不对称合成。作者结合大豆异黄酮合成酶isoflavone synthase (GmIFS1)，以及紫外光诱导的黄酮合成等手段，揭示了异黄酮daidzin、genistin等有可能作为GmPIN1上游的调节因子，抑制GmPIN1的活性，参与大豆叶柄角度和株型的建成。

综合以上结论，本研究发现了控制大豆叶柄角度的关键信号通路，包括叶柄两侧异黄酮的不对称合成、GmPIN1a/c的不对称表达、生长素的不对称积累和细胞的不对称膨大，以上连续的不对称事件共同决定了大豆叶柄夹角的形成。本研究的结论为塑造大豆理想株型的改造和耐密植大豆新品种的创制提供了理论基础。

福建农林大学硕士研究生张中钦和北京农业职业学院高乐讲师为该论文的第一作者，福建农林大学陈栩教授为本文通讯作者。厦门大学的黄烯教授和福建农林大学的关跃峰教授也参与了该项研究工作。该论文涉及的专利“GmPIN1基因突变调控大豆结瘤和密植的方法及其应用(202011261356.2)”已经被国家知识产权局授予专利。该研究得到了国家自然科学基金重点专项和福建省自然科学基金重点项目等项目的资助。