Соя (Glycine max) є життєво важливим світовим джерелом рослинного білка та олії, що використовується в харчовій промисловості, кормах та промисловості. Підвищення врожайності сої має вирішальне значення для продовольчої безпеки та сталого сільського господарства, проте молекулярні механізми, що формують розмір, вагу та склад насіння, досі не повністю вивчені.

Команда під керівництвом професора Чжан Цзіньсуна з Інституту генетики та біології розвитку Китайської академії наук виявила ключовий генетичний модуль, який регулює характеристики насіння сої, пропонуючи нові ідеї для покращення врожаю. Їхнє дослідження, опубліковане в журналі Journal of Integrative Plant Biology (DOI:10.1111/jipb.70015) 14 серпня 2025 року, показує, як miR172a та її цільові гени ERF416/413 впливають на розмір, вагу, вміст олії та білка насіння.

Було виявлено, що MiR172a має прямий вплив на морфологію та склад насіння. Надмірна експресія MIR172a зробила насіння значно меншим і легшим. Вона також змінила профілі жирних кислот, зменшивши пальмітинову, стеаринову, олеїнову та лінолеву кислоти, одночасно збільшуючи ліноленову кислоту, що супроводжується одночасним зростанням вмісту білка.

Молекулярні експерименти підтвердили, що miR172a запускає розщеплення мРНК з двох цільових генів, ERF416 та ERF413. Експерименти з редагування генів додатково прояснили їхню роль: мутанти ERF416/413 дали менше насіння зі зниженою масою 100 насінин, але, що дивно, мали до 31,8% вищий урожай на рослину та підвищений вміст олії (особливо олеїнової кислоти), хоча рівень білка знизився. І навпаки, надмірна експресія ERF416 призвела до більшого, важчого насіння (з до 13% вищою масою 100 насінин), але незмінного загального врожаю та зниження вмісту олії.

Дослідження також картографувало регуляторні шляхи ERF416/413, які безпосередньо зв’язуються з промоторами інших генів, таких як GmKIX8-1 (бере участь у контролі розміру насіння) та GmSWEET10a (відповідає за транспорт цукру), тим самим впливаючи на розвиток насіння.

Аналіз 289 зразків сої показав три основні гаплотипи ERF416. Hap1 був пов’язаний з більшим насінням, але нижчим вмістом олії, тоді як Hap3 корелював з вищим вмістом олії, що робить Hap3 перспективним алелем для селекції високоолійних сортів сої.

«Ця робота ідентифікує модуль miR172a–ERF416/413 як центральний регулятор розвитку насіння сої», – зазначив професор Чжан. Це забезпечує цінні генетичні ресурси та молекулярні мішені для селекції сої з оптимізованою врожайністю та якістю, збалансовуючи розмір насіння, вміст білка та олії.