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超級稻為何超級?這個基因在作用
2020-03-24 07:52:43 來源: 科技日報
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  據中國農科院最新消息,中國水稻研究所錢前院士團隊聯合中國農科院深圳農業基因組研究所,克隆了一個水稻粒寬粒重基因TGW2,並開展功能分析,闡明了水稻粒形的遺傳調控機制,為水稻高産分子育種奠定了基礎。相關研究成果在線發表于《新植物學家》(New Phytologist)。

  團隊成員、中國水稻研究所研究員高振宇介紹,水稻産量主要由其有效穗數、每穗實粒數和粒重三大要素決定。水稻粒形指標包括粒長、粒寬、粒厚和長寬比,前三者與粒重密切相關,同時還影響稻米的外觀品質和商品價值。學界至今雖已克隆了一些控制水稻籽粒大小的重要基因,但水稻粒形粒重調控的分子機理仍不清楚。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理研究和水稻高産優質育種。

  研究團隊基于前期構建的超級雜交稻“兩優培九”的重組自交係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,並克隆了一個控制粒寬粒重的基因TGW2,該基因編碼細胞數目調控因子。研究發現,親本品種培矮64s的等位型基因在孕穗期穎殼中的轉錄水平顯著高于另一親本93-11的等位型,穎殼的細胞數目顯著減少。進一步研究發現,TGW2蛋白與調控細胞周期的KRP1蛋白相互作用,負責調控水稻的粒寬和粒重。將93-11的等位型基因導入培矮64s背景,産量可提高12.3%而不影響其他農藝性狀。

  團隊分析了來自世界各地具有廣泛代表性的水稻種質資源的基因序列後推測,培矮64s等位型基因最初出現在印度和孟加拉國,隨後傳播到中國等鄰國,並揭示該基因受到了育種馴化選擇。(記者瞿劍)  

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