[科技日報]超級稻為何超級?這個基因在作用
據(jù)中國農(nóng)科院最新消息,中國水稻研究所錢前院士團(tuán)隊聯(lián)合中國農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所,克隆了一個水稻粒寬粒重基因TGW2,并開展功能分析,闡明了水稻粒形的遺傳調(diào)控機(jī)制,為水稻高產(chǎn)分子育種奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《新植物學(xué)家》(New Phytologist)。
團(tuán)隊成員、中國水稻研究所研究員高振宇介紹,水稻產(chǎn)量主要由其有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和粒重三大要素決定。水稻粒形指標(biāo)包括粒長、粒寬、粒厚和長寬比,前三者與粒重密切相關(guān),同時還影響稻米的外觀品質(zhì)和商品價值。學(xué)界至今雖已克隆了一些控制水稻籽粒大小的重要基因,但水稻粒形粒重調(diào)控的分子機(jī)理仍不清楚。因此,有必要克隆新的水稻粒寬粒重基因,推動水稻籽粒大小的分子機(jī)理研究和水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種。
研究團(tuán)隊基于前期構(gòu)建的超級雜交稻“兩優(yōu)培九”的重組自交系和高分辨率遺傳圖譜,檢測到3個控制粒寬的遺傳位點和2個控制粒重的遺傳位點,并克隆了一個控制粒寬粒重的基因TGW2,該基因編碼細(xì)胞數(shù)目調(diào)控因子。研究發(fā)現(xiàn),親本品種培矮64s的等位型基因在孕穗期穎殼中的轉(zhuǎn)錄水平顯著高于另一親本93-11的等位型,穎殼的細(xì)胞數(shù)目顯著減少。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),TGW2蛋白與調(diào)控細(xì)胞周期的KRP1蛋白相互作用,負(fù)責(zé)調(diào)控水稻的粒寬和粒重。將93-11的等位型基因?qū)肱喟?4s背景,產(chǎn)量可提高12.3%而不影響其他農(nóng)藝性狀。
團(tuán)隊分析了來自世界各地具有廣泛代表性的水稻種質(zhì)資源的基因序列后推測,培矮64s等位型基因最初出現(xiàn)在印度和孟加拉國,隨后傳播到中國等鄰國,并揭示該基因受到了育種馴化選擇。
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