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    研究發(fā)現(xiàn)野生稻基因參與新的水稻粒長調(diào)控途徑

    放大字體  縮小字體 時間:2023-02-13 09:12 來源:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所 原文:
    核心提示:1月20日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所水稻優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用創(chuàng)新團隊研究發(fā)現(xiàn)了一個來自野生稻的新的基因位點,可以提高栽培稻粒長和粒重,揭示了新的水稻粒長調(diào)控途徑,為水稻育種提供了理論基礎(chǔ)和新的基因資源。
      1月20日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所水稻優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用創(chuàng)新團隊研究發(fā)現(xiàn)了一個來自野生稻的新的基因位點,可以提高栽培稻粒長和粒重,揭示了新的水稻粒長調(diào)控途徑,為水稻育種提供了理論基礎(chǔ)和新的基因資源。相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在《植物生物技術(shù)(Plant Biotechnology Journal)》上。
     
      野生稻中豐富的等位變異一直是栽培稻育種的基因庫。在漫長的馴化過程中,大量影響產(chǎn)量的優(yōu)異基因位點被人工選擇聚合在栽培稻中,因此絕大多數(shù)栽培稻種質(zhì)資源的種子,都比野生稻的種子大的多。雖然野生稻的產(chǎn)量性狀遠劣于栽培稻,仍有研究報道在野生稻中存在可提高產(chǎn)量的數(shù)量性狀基因座。但是,一直未有野生稻正調(diào)控粒長基因的報道。
     
      該團隊歷時十余年,構(gòu)建了一套以栽培稻9311為受體親本,覆蓋野生稻基因組的染色體片段置換系,經(jīng)過多年表型鑒定,精細定位到一個與粒長相關(guān)的基因位點。試驗表明,野生稻GL12w的近等基因系和轉(zhuǎn)基因過表達株系的粒長、粒重均有提高,且粒長和粒重的增加呈正相關(guān);而敲除該基因后粒長、粒重恢復(fù)至親本水平。序列分析發(fā)現(xiàn),GL12w存在3個基因突變的功能位點。研究還發(fā)現(xiàn),該基因在秈稻群體中僅有少量的野生稻基因型,平均粒長顯著增加。進一步的機理研究表明,GL12w提高穎殼細胞的長度以及授粉后的灌漿速度,影響了水稻粒長相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平,可直接靶向激活生長調(diào)節(jié)因子GS2的轉(zhuǎn)錄。研究人員將近等基因系與9311分別作為恢復(fù)系創(chuàng)制了兩份雜交種,前者作為恢復(fù)系的雜交種粒長粒重顯著提高,證實了GL12w在不同的栽培稻遺傳背景下具有提高粒長粒重的效應(yīng)。本研究為野生稻資源的創(chuàng)新利用,以及水稻粒長相關(guān)調(diào)控途徑的研究提供了新的思路。
     
      作科所/三亞中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家南繁研究院的博士研究生王艷艷為第一作者,作科所楊慶文研究員、喬衛(wèi)華副研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、崖州灣種子實驗室等項目的資助。
     
      原文鏈接:https://doi.org/10.1111/pbi.14014
    日期:2023-02-13
     
     地區(qū): 中國
     行業(yè): 轉(zhuǎn)基因食品 食品檢測 糧油
     標簽: 中國 水稻 基因
     科普: 中國 水稻 基因
     
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