近日,由中國農科院作物科學研究所童紅寧研究員領銜的研究團隊,破譯了國際關注多年的“復粒稻”形成的遺傳基礎,揭示了油菜素甾醇調控水稻穗粒數的機制,為培育高產水稻新品種提供了新的理論基礎和路徑。
這是記者3月8日從中國農科院了解到的消息。相關研究成果當日已在線發表于國際學術期刊《科學》上。
據童紅寧研究員介紹,“復粒稻”是一種具有多粒簇生特點的水稻種質資源,其獨特的表型使之成為研究熱點。1931年以來,國內外通過研究,將控制簇生的CL位點定位在6號染色體的一個區間內,但一直未克隆到具體基因,形成“復粒稻”的遺傳機制也始終未能明確。
為了尋找目標基因,團隊研究人員另辟蹊徑,對“復粒稻”種質進行了大規模化學誘變,創制了1萬份(約16萬個單株)“復粒稻”誘變株系,通過在田間逐一鑒定穗部特征,從中篩選出2份不簇生的突變體株系。經過大量分析研究,終于發現引起突變的關鍵基因BRD3。
“通過進一步的基因組測序,我們發現控制簇生的CL位點不僅包含BRD3,還包括激活其表達的復雜染色體結構變異,這解釋了業內長期難以克隆到具體基因的原因。”童紅寧說。
“水稻是主要糧食作物之一,也是全球超過一半人口的主糧,提高水稻單產對糧食安全具有重要意義。”中國農科院副院長曹永生表示,水稻單產突破依賴種質資源中重大基因的發掘利用,油菜素甾醇調控水稻穗粒數的機制的發現,提供了水稻單產突破的新視角。(記者 王聿昊 于文靜)