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新華全媒+丨我國科學家揭示突破水稻產量瓶頸新機製

發布時間:2022-04-22 11:11:00來源: 新華網

  穗數、每穗粒數、粒重,這是決(jue) 定水稻產(chan) 量的三個(ge) 核心要素。然而,這些性狀通常會(hui) 相互製約,優(you) 異性狀往往難以兼得。我國科學家日前揭示了水稻穗重和穗數之間相互製約的分子機製,從(cong) 而為(wei) 打破這種製約關(guan) 係提供了一種可行方法,為(wei) 突破水稻產(chan) 量瓶頸提供了新的遺傳(chuan) 資源與(yu) 研究思路。

  該研究由中科院遺傳(chuan) 與(yu) 發育生物學研究所李家洋團隊完成,相關(guan) 成果21日在國際學術期刊《自然·生物技術》發表。

  “不同農(nong) 藝性狀之間常常存在一種此消彼長的權衡效應,如植物高產(chan) 與(yu) 抗病、高產(chan) 與(yu) 高品質的負相關(guan) 性等,使得這些優(you) 異性狀難以兼得。”文章第一作者、中科院遺傳(chuan) 發育所副研究員宋曉光說,水稻是最重要的主糧作物之一,打破產(chan) 量性狀之間的負相關(guan) ,對於(yu) 突破水稻產(chan) 量瓶頸、維護糧食安全具有重要意義(yi) 。

  IPA1是此前李家洋團隊鑒定到的一個(ge) 水稻株型調控的主效基因,可用於(yu) 調控水稻多方麵生長發育過程,對抗病性和環境適應性也有重要調控作用,已廣泛應用於(yu) 優(you) 良水稻品種的培育。但IPA1是一個(ge) 典型的多效性基因,在增大穗部的同時會(hui) 使分蘖數降低,限製了其增加水稻產(chan) 量的潛力。

  在此項最新研究中,團隊創製出大量IPA1順式調控區平鋪刪除的基因編輯材料,並從(cong) 中發掘出了可以同時提高穗重和穗數的編輯材料IPA1-Pro10,該編輯材料還同時具有株高變高、莖稈和根係粗壯的表型。經田間小區測產(chan) 鑒定,IPA1-Pro10與(yu) 對照品種中花11相比能夠增產(chan) 15.9%。該研究還進一步闡明了IPA1順式調控區調控穗部表型的分子機製。

  “該研究成功實現了水稻產(chan) 量關(guan) 鍵要素間負相關(guan) 性的解除,為(wei) 通過創製全新遺傳(chuan) 資源打破水稻產(chan) 量瓶頸提供了有效策略。”文章通訊作者、中科院遺傳(chuan) 發育所研究員餘(yu) 泓說,未來對作物核心基因順式調控區的係統功能挖掘,有望為(wei) 突破現有作物育種瓶頸提供新的分子機製與(yu) 遺傳(chuan) 資源。(記者張泉、董瑞豐(feng) )

(責編: 常邦麗)

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