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科技日报武汉7月27日电 27日,《当然·遗传学》杂志在线发表了华中农业大学教师邢永忠课题组(水稻产量生物学实验室)的最新磋议遵循。该磋议挖掘到水稻的一个迫切增产基因GY3,通过调控细胞分别素合成,GY3可权臣增多水稻每穗粒数,将测验区产量提高7%—15%,为水稻高产育种提供迫切的基因资源。
培育高产优质的水稻品种,不仅是科学磋议领域的迫切课题,亦然我国食粮安全的迫切保险。
刻下,我国汲引的亚洲栽培稻包括籼稻和粳稻两个亚种。在漫长的亚种分化和长久育种选拔历程中,粳稻(短圆形)和籼稻(细长形)不仅在稻米外形特征上说明出弘远互异,在基因组水平上也有很大不同。
针对水稻籼粳亚种间产量造成的机制异同问题,邢永忠课题组博士后吴比等开展了近12年的磋议,发现一种新的细胞分别素合成路线,融会了水稻增产迫切基因GY3的调控机制,对水稻遗传纠正具有迫切真理。
课题组诈欺籼稻品种特青和粳稻品种02428,构建高等遗传群体并克隆了基因GY3,发现粳稻源流的GY3为优良等位基因,具有增产效应。他们还在粳稻GY3运转子区域强硬到一个回转座子插入,该回转座子的插入能增强GY3运转子区域的表不雅修饰,镌汰GY3抒发量,从而增多每穗粒数和谷物产量。
进一步的实考据明,GY3参与了细胞分别素的“两步法”合成,敲除大略扼制GY3的抒发,可减少细胞分别素合成前体底物的无效浪掷,提高体内活性细胞分别素含量,从而增多水稻产量。
磋议东谈主员发现,通过对GY3运转子区域序列分析,大部分粳稻(98%)和少部分籼稻(21%)捎带优良GY3等位基因,而刻下实验的籼稻品种绝大大王人不具有GY3增产等位基因,这标明,GY3在籼稻育种中还莫得被诈欺。
随后,课题组将GY3优良等位基因导入4个籼稻收复系,发现收复系的测验区产量提高了9.1%—16.3%。诈欺这些纠正收复系配制的杂交种,也比原始杂种的测验区产量提高了7.4%—15.4%。这些适度标明tornado debug,GY3可动作籼稻高产育种的迫切基因,有望激动籼稻品种产量大幅度汲引。