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    水稻所合作研究發(fā)現(xiàn)超級稻增產(chǎn)新基因

    放大字體  縮小字體 時間:2015-09-08 13:49 來源:基因農(nóng)業(yè)網(wǎng) 原文:
    核心提示:從中國水稻研究所獲悉,該所超級稻種質(zhì)創(chuàng)新團隊與中國科學院遺傳與發(fā)育生物研究所等單位合作,從浙江地方大粒品種“寶大?!敝谐晒Ψ蛛x并克隆了一個能夠顯著提高超級稻產(chǎn)量的重要基因GS2。相關研究成果在線發(fā)表在最新一期的國際知名刊物《分子植物(Molecular Plant)》雜志上。該研究得到國家自然科學基金委和科技部的資助。

        從中國水稻研究所獲悉,該所超級稻種質(zhì)創(chuàng)新團隊與中國科學院遺傳與發(fā)育生物研究所等單位合作,從浙江地方大粒品種“寶大粒”中成功分離并克隆了一個能夠顯著提高超級稻產(chǎn)量的重要基因GS2。相關研究成果在線發(fā)表在最新一期的國際知名刊物《分子植物(Molecular Plant)》雜志上。該研究得到國家自然科學基金委和科技部的資助。

        據(jù)悉,水稻種子作為同化產(chǎn)物的儲存器官,其收獲量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的直接考核指標。在生產(chǎn)上,水稻產(chǎn)量主要由有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和谷粒重三要素組成。谷粒重一般由千粒重表示,是粒長、粒寬和粒厚的綜合體現(xiàn)。在水稻的長期馴化過程中,由于收獲指數(shù)大和易加工等特點,逐漸形成了載培種籽粒明顯大于野生親緣種的性狀。因此,在超高產(chǎn)育種中,通過增加千粒重來提高水稻產(chǎn)量已經(jīng)是育種家普遍使用的一個有效手段。

        研究團隊在上世紀90年代從國家水稻種質(zhì)資源中期庫中獲取了一份浙江地方大粒品種“寶大粒”,其植株高而壯,穗長粒大,千粒重在48克以上。通過QTL (數(shù)量性狀基因座, 是指控制數(shù)量性狀的基因在基因組中的位置) 分析和高世代回交群體,在第2染色體上獲得了一個主效粒型QTL基因GS2,該基因編碼了一個水稻生長調(diào)控因子OsGRF4。研究人員發(fā)現(xiàn),來自“寶大粒”的GS2等位基因在miR396c靶點發(fā)生了一個稀有顯性突變,造成該基因表達顯著上升,從而促進細胞的分裂和生長,并最終特異增加了穗長和籽粒大小。

        通過連續(xù)回交育成的近等基因系的田間試驗發(fā)現(xiàn),該GS2顯性等位基因可顯著提高水稻產(chǎn)量,具體表現(xiàn)在顯著增加穗長和千粒重的同時,其它農(nóng)藝性狀如株高和分蘗等變化并不明顯,從而提高了收獲指數(shù)并最終提高產(chǎn)量。“兩優(yōu)培九”為我國第一個兩系雜交稻的超級稻品種,在全國各地的推廣種植面積累計已超億畝。來自“寶大粒”的GS2顯性等位基因可使“兩優(yōu)培九”親本“9311”增加40%以上的千粒重和14%以上的小區(qū)產(chǎn)量。而將其與“培矮64S”品種配成雜交稻后,可比超級稻“兩優(yōu)培九”品種進一步增產(chǎn)9.5%。此外,研究人員還發(fā)現(xiàn)該GS2顯性基因在雜合狀態(tài)下更符合生產(chǎn)需求,因此將含該GS2顯性等位基因的恢復系與優(yōu)異品質(zhì)的不育系配組,將有助于培育高產(chǎn)超級稻水稻新品種。(通訊員 楊馥如)

        研究成果在線發(fā)表文章鏈接:

        http://www.cell.com/molecular-plant/abstract/S1674-2052(15)00296-8

    日期:2015-09-08
     
     
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