2020-03-24 11:23:19
科技日?qǐng)?bào)北京3月23日電 （記者瞿劍）據(jù)中國(guó)農(nóng)科院最新消息，中國(guó)水稻研究所錢(qián)前院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所，克隆了一個(gè)水稻粒寬粒重基因TGW2，并開(kāi)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(duì)成員、中國(guó)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(shí)粒數(shù)和粒重三大要素決定。水稻粒形指標(biāo)包括粒長(zhǎng)、粒寬、粒厚和長(zhǎng)寬比，前三者與粒重密切相關(guān)，同時(shí)還影響稻米的外觀品質(zhì)和商品價(jià)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(dòng)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(duì)基于前期構(gòu)建的超級(jí)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(cè)到3個(gè)控制粒寬的遺傳位點(diǎn)和2個(gè)控制粒重的遺傳位點(diǎn)，并克隆了一個(gè)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(duì)分析了來(lái)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(cè)，培矮64s等位型基因最初出現(xiàn)在印度和孟加拉國(guó)，隨后傳播到中國(guó)等鄰國(guó)，并揭示該基因受到了育種馴化選擇。
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