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中国科学家发现一水稻变异基因 可增产15%—新闻

发布时间:2017-12-04 阅读:

  中国科学家发现水稻突变基因可以增加15%_科学网

  作为地球上最重要的粮食作物之一,稻谷的产量直接关系到世界近一半人口的温饱,不断增加稻谷的产量一直是许多农业科学家的终身追求。

  最近,中国科学家发现水稻中FIZZYC PANICLE(FZP)的突变可以显着增加每穗粒数,使每粒谷粒重稍有降低,使水稻产量增加15%。

  北京时间10月31日00:00,以上研究论文在国际学术期刊“自然”(nature)的“自然植物”(Nature plants)上发表。研究来自华中农业大学生命科学与技术学院邢永忠教授。

  邢永忠在接受“澎湃新闻”采访时表示,FRIZZ PANICLE(FZP)具有防止腋芽分生组织形成,建立花分生组织的功能。大米的产量非常密切相关。

  邢永忠说,FZP是一个非常重要的发育基因。其编码的蛋白质不能改变。如果变了,大米就不会长大。但是,通过控制FZP的表达水平可以控制水稻的产量。 FZP功能强,米粒变大,颗粒数减少; FZP功能弱,大米颗粒变小,颗粒数量变多。

  Xingyong Zhong说,每穗粒数,穗数和粒重三个因素决定了亩产水平,但增加穗粒数是增产的最有效途径。 FZP表达量的变化恰好同时控制了千粒重的变化和千粒重的变化。如何优化FZP的表达以优化它们之间的关系,最大限度地提高水稻产量是一个需要进一步研究的问题。

  邢永忠的研究小组发现,亲本株7的FZP上游5.3kb的群体通过基于地图的克隆使用由亲本川崎7和Haoboca构建的群体进行了图谱,所述亲本具有显着的谷粒形状差异转录沉默子的18bp片段复制,产生称为CNV-18bp的拷贝数变异(CNV),其导致亲本川7中的两个18bp片段串联。

  拷贝数(拷贝数)是指一个生物基因组中的一个基因的个数,基因组中的一个拷贝只有一个,基因的拷贝数只有一个。拷贝数变异(CNV)是由基因组重排引起的,通常增加或减少长度为1kb或更多的大基因组的拷贝数。

  进一步的研究发现,转录抑制子OsBZR1与CNV-18bp中的CGTG基因序列结合,从而抑制FZP的表达。这个具有两个18bp片段的FZP表达不到一个拷贝,使得耳朵分枝更长,产生更多的种子,种子稍微变小。研究小组发现,稻米粒重的两个18 bp片段大致减少了约10%,每穗粒数增加了40%-50%,穗数没有显着差异,但水稻的产量仅比一个18bp的片段高出15%

  实际上绝大多数水稻只有一个18bp的片段。邢永忠的研究小组对500多种材料进行了检测,发现印度,孟加拉等东南亚少数几个物种仅有少量18 bp的片段,邢永忠认为这是自然界的一种突变,因此,分子标记辅助可以利用育种手段使这一优良等位基因在我国高产品种改良中发挥重要作用。

  邢永忠对此非常有信心,在他领导下的这个团体正在利用这个优秀的等位基因来改良中国水稻的重要家长。

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