本報訊（記者趙廣立、李晨）記者日前從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，該院中國水稻研究所超級稻種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊與中科院遺傳發(fā)育所等單位合作，發(fā)現(xiàn)水稻染色體拷貝數(shù)變異可調(diào)控水稻的粒長和品質(zhì)，從而為水稻粒形的分子設(shè)計和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻新品種的培育奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)成果在線發(fā)表于《自然—遺傳學(xué)》雜志。
據(jù)了解，與絕大多數(shù)圓粒粳稻不同，美國長粒粳稻米粒細(xì)長、有光澤，對其粒形調(diào)控基因的克隆和功能研究有助于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻新品種的培育。研究團(tuán)隊通過精細(xì)定位，將美國長粒粳稻攜帶的粒長調(diào)控基因——GL7基因位點定位在水稻7號染色體上一個20.4kb的區(qū)間內(nèi)。研究發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)美國長粒粳稻品種中，GL7位點發(fā)生了17.1kb的DNA大片段串聯(lián)重復(fù)。這一基因組結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致GL7基因表達(dá)量上升，同時引發(fā)臨近的負(fù)調(diào)控因子表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致粒長增加、堊白度和堊白率降低，從而顯著改善了稻米外觀品質(zhì)。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，在粳稻中與GL7臨近的負(fù)調(diào)控因子能抑制GL7的表達(dá)，而在秈稻中GL7臨近的負(fù)調(diào)控因子功能喪失，對GL7表達(dá)的抑制減弱。將美國長粒粳稻GL7基因位點通過分子標(biāo)記導(dǎo)入普通水稻品種中，可顯著改善稻米外觀品質(zhì)，且不影響產(chǎn)量。
隨后，研究團(tuán)隊通過對96個品種的序列進(jìn)行分析證實，GL7及其負(fù)調(diào)控因子位點的變異確實影響了水稻粒形的多樣性。研究還發(fā)現(xiàn)，美國長粒粳稻品種曾被引入日本，但通過遺傳交換丟失該區(qū)域17.1kb串聯(lián)重復(fù)序列的品種表現(xiàn)出短圓粒的表型,而我國廣東的優(yōu)質(zhì)秈稻品種品質(zhì)好的重要原因在于其同時聚合了GL7和GS3優(yōu)勢位點。
