據(jù)中國農(nóng)科院最新消息，中國水稻研究所錢前院士團隊聯(lián)合中國農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所，克隆了一個水稻粒寬粒重基因TGW2，并開展功能分析，闡明了水稻粒形的遺傳調(diào)控機制，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》。
團隊成員、中國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)、每穗實粒數(shù)和粒重三大要素決定。水稻粒形指標(biāo)包括粒長、粒寬、粒厚和長寬比，前三者與粒重密切相關(guān)，同時還影響稻米的外觀品質(zhì)和商品價值。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產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種。
研究團隊基于前期構(gòu)建的超級雜交稻“兩優(yōu)培九”的重組自交系和高分辨率遺傳圖譜，檢測到3個控制粒寬的遺傳位點和2個控制粒重的遺傳位點，并克隆了一個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。
團隊分析了來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，培矮64s等位型基因最初出現(xiàn)在印度和孟加拉國，隨后傳播到中國等鄰國，并揭示該基因受到了育種馴化選擇。
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