大豆是典型的短日照作物,对光周期反应极为敏感。栽培大豆由野生大豆驯化而来,光周期响应性是限制栽培大豆及其野生祖先地理分布的关键因素。目前,对于栽培大豆适应高纬度地区的遗传基础有了较为深入的了解但尚未完全明确;而野生大豆适应性的遗传基础更知之甚少。因此,挖掘与野生大豆和栽培大豆纬度适应性相关的基因并解析其对纬度适应性的进化和分子机制,不但对于培育高产优质大豆品种具有重要意义,更利于优质品种的种植与推广。本研究利用全基因组关联分析（Genome-wide association studies,GWAS）,检测到一个在高纬度地区（长日照条件下）控制大豆开花和产量的新位点Time of flowering 5（Tof5）,解析了Tof5参与调控大豆开花的具体分子机制,并揭示了野生大豆和栽培大豆对高纬度适应的遗传基础。主要研究结果如下:1.本研究对372份高纬度大豆种质资源的重测序数据和连续两年种植在哈尔滨地区的开花期表型数据进行GWAS分析,在5号染色体上检测到一个与大豆开花期性状显著相关的位点,将其命名为Tof5。2.利用连锁不平衡分析确定Tof5信号位点区间内包含一个拟南芥FRUITFULL（FUL）的同源基因Glyma.05G018800（被命名为FUL2a）,可能是Tof5的候选基因。通过群体遗传学、亲本间测序、染色体片段代换系、CRISPR/Cas9基因敲除以及基因过表达进一步证明了Tof5位点由FUL2a基因编码。3.在长日照条件下,大豆光周期调控网络中的核心因子E1蛋白可以直接结合Tof5的启动子,从而抑制Tof5的转录;Tof5蛋白又可以直接结合开花整合因子FT2a和FT5a基因的启动子,激活FT5a和FT2a的转录表达,从而促进大豆开花。4.在进化机制上,发现Tof5的不同等位变异在栽培大豆和野生大豆向高纬度适应的过程中发生了平行选择的现象。在栽培大豆中Tof5H1型等位变异经历了强烈的人工选择,而在野生大豆中Tof5H2型等位变异经历了自然选择,分别促进了栽培大豆和野生大豆对高纬度的适应性。综上,本研究通过对自然群体的GWAS分析检测到在长日照条件下调控大豆开花的关键位点Tof5,并证明Tof5由FUL2a基因编码。分子机制解析表明,长日照条件下E1通过直接结合Tof5基因的启动子抑制Tof5的转录,Tof5蛋白又通过直接结合FT2a和FT5a启动子上激活其表达,从而促进大豆开花。此外,Tof5基因是一个与野生大豆和栽培大豆高纬度适应性相关的重要基因,本研究首次揭示了野生大豆向高纬度地区适应的遗传基础。研究结果不仅进一步完善了长日照条件下大豆光周期开花的分子调控网络,也为大豆品种高纬度适应性和产量分子育种提供了重要的理论和实践基础。