新華全媒+|科學家找到調控水稻、小麥穗發芽的“開關”
新華社北京12月6日電(記者張泉)農(nong) 作物在種子成熟期,如遇連陰雨不能及時收獲,常會(hui) 出現部分籽粒在穗上發芽的現象。穗發芽嚴(yan) 重影響作物的產(chan) 量和品質。我國科學家日前找到了調控水稻、小麥穗發芽問題的一對“開關(guan) ”,有望為(wei) 避免穗發芽導致的大規模農(nong) 業(ye) 損失提供解決(jue) 方案。
該研究由中國科學院遺傳(chuan) 與(yu) 發育生物學研究所儲(chu) 成才研究員團隊和高彩霞研究員團隊完成,相關(guan) 成果6日在國際學術期刊《自然·遺傳(chuan) 學》在線發表。
“種子休眠是指種子在適合它生長的條件下仍不能發芽的現象。然而,作物馴化過程中,由於(yu) 更多考慮高產(chan) 、優(you) 質、抗病蟲等性狀,常常忽視了對種子適度休眠性狀的保留,從(cong) 而導致很多作物如水稻、小麥會(hui) 發生穗發芽現象。”儲(chu) 成才介紹,找到作物控製種子休眠的關(guan) 鍵基因,闡明種子休眠調控的分子生理機製,對避免穗發芽災害至關(guan) 重要。
然而,種子休眠是一個(ge) 極其複雜的農(nong) 藝性狀,受到大量基因位點的調控,因此,克隆調控種子休眠基因一直以來麵臨(lin) 諸多瓶頸。
儲(chu) 成才團隊通過利用強休眠的水稻品種“卡薩拉斯”和弱休眠水稻品種“日本晴”構建染色體(ti) 單片段代換係,成功從(cong) 強休眠水稻品種中克隆到一個(ge) 控製水稻種子休眠的關(guan) 鍵基因SD6,並證實了SD6負調控水稻種子休眠。通過篩選SD6互作蛋白,團隊發現了另一水稻轉錄因子ICE2,且ICE2正調控種子休眠。
儲(chu) 成才團隊通過基因編輯技術對水稻易穗發芽品種“天隆619”“武運粳27號”以及“淮稻5號”中的SD6基因進行改良,發現改良的水稻材料在收獲期遭遇連綿陰雨天氣,其穗發芽情況顯著改善。
高彩霞團隊對小麥品種“科農(nong) 199”的TaSD6基因進行了改良,也大大提高了小麥穗發芽抗性。
“這些研究成果表明,SD6在水稻、小麥穗發芽抗性育種改良中具有重要應用價(jia) 值。SD6和ICE2兩(liang) 個(ge) 基因有望在解決(jue) 穗發芽問題、降低農(nong) 業(ye) 損失中發揮重要作用。”高彩霞說。(來源:新華網)
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