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参与新的水稻粒长调节方法的野生稻基因

海上森林一只猫

2023-03-27

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近日，中国农业科学院作物科学研究所水稻优异种质资源发掘与创新利用创新团队研究发现了一个来自野生稻的新的基因位点，可以提高栽培稻粒长和粒重，揭示了新的水稻粒长调控途径，为水稻育种提供了理论基础和基因资源。相关研究成果发表在《植物生物技术》（Plant Biotechnology Journal）上。

野生稻GL12 基因提高水稻粒长。中国农科院供图

野生稻中丰富的等位变异一直是栽培稻育种的基因库。水稻驯化过程中，大量影响产量的优异基因位点被人工选择聚合在栽培稻中，因此绝大多数栽培稻种子比野生稻种子大得多。目前，仍有研究表明在野生稻中存在可提高产量的数量性状基因座。

该研究团队首先构建了一套覆盖野生稻基因组的染色体片段置换系，利用这套野生稻遗传群体，精细定位到一个与粒长相关的基因位点GL12。该基因在籼稻群体中仅有少量的野生稻基因型，平均粒长显著增加。

实验表明，野生稻GL12基因的近等基因系和转基因过表达株系的粒长、粒重均有提高，且粒长和粒重的增加呈正相关。敲除该基因后粒长、粒重恢复至亲本水平。研究发现，GL12提高了颖壳细胞的长度以及授粉后的灌浆速度，影响了水稻粒长相关基因的表达水平，可直接靶向激活水稻中粒长关键生长调节因子的转录。

该研究为野生稻资源的创新利用，以及水稻粒长相关调控途径的研究提供了新的思路。该研究得到了国家重点研发计划、海南省崖州湾种子实验室等项目的支持。

相关论文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.14014

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