12月11日，萬(wàn)建民院士領(lǐng)銜的中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)克隆了水稻穗粒數(shù)關(guān)鍵調(diào)控基因GNA，闡明了該基因通過(guò)與水稻穗型關(guān)鍵因子互作進(jìn)而調(diào)控水稻穗粒數(shù)和產(chǎn)量的分子機(jī)制。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物細(xì)胞（The Plant Cell）》上。
水稻是我國(guó)重要的糧食作物，穗粒數(shù)是水稻產(chǎn)量構(gòu)成的三要素之一，挖掘穗粒數(shù)關(guān)鍵調(diào)控基因并解析其分子機(jī)制是突破水稻單產(chǎn)瓶頸的有效途徑。
該研究通過(guò)一個(gè)水稻穗型突變體克隆了控制穗粒數(shù)的重要基因GNA 。研究發(fā)現(xiàn)，在中花11、日本晴和寧粳3號(hào)等水稻品種中過(guò)表達(dá)該基因可顯著增加植株穗粒數(shù)，較野生型單株產(chǎn)量提高10%以上。實(shí)驗(yàn)表明，GNA與水稻穗型關(guān)鍵因子DEP1互作，共同抑制細(xì)胞分裂素氧化還原酶的生成，通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞分裂素在穗部的積累從而增加穗粒數(shù)。研究人員進(jìn)一步對(duì)777份水稻品種的單倍型分析發(fā)現(xiàn)，水稻品種中存在DEP1 和GNA 的優(yōu)勢(shì)聯(lián)合單倍型。該研究闡明了水稻穗粒數(shù)關(guān)鍵調(diào)控基因GNA調(diào)控穗粒數(shù)增加的分子機(jī)制，為水稻遺傳改良及分子設(shè)計(jì)育種提供了重要基因資源和理論基礎(chǔ)。
作科所博士生張瑾暉、研究員林啟冰、副研究員王昕和博士生邵家樂(lè)為論文的共同第一作者，萬(wàn)建民院士和程治軍研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院南繁專項(xiàng)、院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1093/plcell/koae309
