近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所土壤植物互作團(tuán)隊(duì)對玉米和水稻產(chǎn)量調(diào)控基因的馴化與選擇進(jìn)行了闡述和分析。相關(guān)成果以熱點(diǎn)評述形式發(fā)表在《遺傳學(xué)趨勢（Trends in Genetics）》上。
據(jù)吳慶鈺研究員介紹，人類祖先通過幾千年的漫長歲月把玉米和水稻的野生種馴化成了現(xiàn)代的栽培品種。穗粒數(shù)的提高是馴化所導(dǎo)致的最明顯的變化之一。近期，我國科學(xué)家的一項(xiàng)重要研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)控玉米和水稻穗粒數(shù)的基因KRN2在馴化過程中被平行選擇。KRN2通過調(diào)控花序分生組織發(fā)育來改變兩種糧食作物的穗粒數(shù)。但與其他花序分生組織發(fā)育基因不同的是，敲除KRN2并未導(dǎo)致花序的無序發(fā)育等負(fù)面表型，而是顯著地提升了穗粒數(shù)和產(chǎn)量。但通過調(diào)查大量種質(zhì)資源，在自然群體中并未發(fā)現(xiàn)該基因的無意義突變等位。
科研團(tuán)隊(duì)通過分析該基因所處位置的重組和突變頻率發(fā)現(xiàn)，該區(qū)段并不是一個“突變荒漠”，因此推測該基因的無意義突變等位突變可能曾出現(xiàn)，但由于種種原因并未被保留下來。同時，結(jié)合此前研究工作對KRN2蛋白的功能進(jìn)行了預(yù)測。KRN2編碼一個具有多個WD40結(jié)構(gòu)域的蛋白，形成一個類似螺旋漿型的結(jié)構(gòu)，與其結(jié)構(gòu)相似的蛋白還包括著名的三聚體G蛋白beta亞基。因此，推測KRN2可能還有免疫調(diào)控等功能，并提出通過Turbo ID臨近標(biāo)記等技術(shù)可幫助挖掘KRN2的互作蛋白，從而進(jìn)一步挖掘該蛋白的位置功能。研究表明，在多種遺傳背景下對該基因的不同等位進(jìn)行表型鑒定，將有助于進(jìn)一步理解該基因的功能，并全面釋放該基因的應(yīng)用潛力。
該研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。（通訊員 金云翔）
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.tig.2022.06.002
