1月20日，中國農業(yè)科學院作物科學研究所水稻優(yōu)異種質資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用創(chuàng)新團隊研究發(fā)現了一個來自野生稻的新的基因位點，可以提高栽培稻粒長和粒重，揭示了新的水稻粒長調控途徑，為水稻育種提供了理論基礎和新的基因資源。相關研究結果在線發(fā)表在《植物生物技術（Plant Biotechnology Journal）》上。
野生稻中豐富的等位變異一直是栽培稻育種的基因庫。在漫長的馴化過程中，大量影響產量的優(yōu)異基因位點被人工選擇聚合在栽培稻中，因此絕大多數栽培稻種質資源的種子，都比野生稻的種子大的多。雖然野生稻的產量性狀遠劣于栽培稻，仍有研究報道在野生稻中存在可提高產量的數量性狀基因座。但是，一直未有野生稻正調控粒長基因的報道。
該團隊歷時十余年，構建了一套以栽培稻9311為受體親本，覆蓋野生稻基因組的染色體片段置換系，經過多年表型鑒定，精細定位到一個與粒長相關的基因位點。試驗表明，野生稻GL12w的近等基因系和轉基因過表達株系的粒長、粒重均有提高，且粒長和粒重的增加呈正相關；而敲除該基因后粒長、粒重恢復至親本水平。序列分析發(fā)現，GL12w存在3個基因突變的功能位點。研究還發(fā)現，該基因在秈稻群體中僅有少量的野生稻基因型，平均粒長顯著增加。進一步的機理研究表明，GL12w提高穎殼細胞的長度以及授粉后的灌漿速度，影響了水稻粒長相關基因的轉錄水平，可直接靶向激活生長調節(jié)因子GS2的轉錄。研究人員將近等基因系與9311分別作為恢復系創(chuàng)制了兩份雜交種，前者作為恢復系的雜交種粒長粒重顯著提高，證實了GL12w在不同的栽培稻遺傳背景下具有提高粒長粒重的效應。本研究為野生稻資源的創(chuàng)新利用，以及水稻粒長相關調控途徑的研究提供了新的思路。
作科所/三亞中國農業(yè)科學院國家南繁研究院的博士研究生王艷艷為第一作者，作科所楊慶文研究員、喬衛(wèi)華副研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、崖州灣種子實驗室等項目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.14014
日期：2023-02-13
野生稻中豐富的等位變異一直是栽培稻育種的基因庫。在漫長的馴化過程中，大量影響產量的優(yōu)異基因位點被人工選擇聚合在栽培稻中，因此絕大多數栽培稻種質資源的種子，都比野生稻的種子大的多。雖然野生稻的產量性狀遠劣于栽培稻，仍有研究報道在野生稻中存在可提高產量的數量性狀基因座。但是，一直未有野生稻正調控粒長基因的報道。
該團隊歷時十余年，構建了一套以栽培稻9311為受體親本，覆蓋野生稻基因組的染色體片段置換系，經過多年表型鑒定，精細定位到一個與粒長相關的基因位點。試驗表明，野生稻GL12w的近等基因系和轉基因過表達株系的粒長、粒重均有提高，且粒長和粒重的增加呈正相關；而敲除該基因后粒長、粒重恢復至親本水平。序列分析發(fā)現，GL12w存在3個基因突變的功能位點。研究還發(fā)現，該基因在秈稻群體中僅有少量的野生稻基因型，平均粒長顯著增加。進一步的機理研究表明，GL12w提高穎殼細胞的長度以及授粉后的灌漿速度，影響了水稻粒長相關基因的轉錄水平，可直接靶向激活生長調節(jié)因子GS2的轉錄。研究人員將近等基因系與9311分別作為恢復系創(chuàng)制了兩份雜交種，前者作為恢復系的雜交種粒長粒重顯著提高，證實了GL12w在不同的栽培稻遺傳背景下具有提高粒長粒重的效應。本研究為野生稻資源的創(chuàng)新利用，以及水稻粒長相關調控途徑的研究提供了新的思路。
作科所/三亞中國農業(yè)科學院國家南繁研究院的博士研究生王艷艷為第一作者，作科所楊慶文研究員、喬衛(wèi)華副研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、崖州灣種子實驗室等項目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.14014
日期：2023-02-13
