我科学家揭示水稻粒宽与粒重调控新机制
日前,中国农业迷信院作物迷信研讨所万建平易近院士领衔的水稻功能基因组学翻新研讨组,正在水稻粒宽与粒重调控机制研讨中得到主要进展,揭示了控制水稻粒宽与粒重环节基因GW5经由过程调理油菜素内酯(brassionsteroids, BR)旌旗灯号路途调控水稻子粒发育的新机制,初步叙说了其功能作用模式与遗传调控网络,为水稻高产育种供应了主要的理论依据。该项研讨效果于4月10日正在线揭橥于《天然—动物(Nature Plants)》杂志上。据悉,水稻粒型是抉择子粒份量进而影响水稻产量以及品质的主要性状。GW5/qSW5为较早报导的控制水稻粒宽、粒重且效应较强的数目性状基因座(QTL)。GW5/qSW5正在水稻资源中普及具有,受情况影响较年夜且对于粒型性状孝顺率较高,对于造就优质高产水稻种类存在主要的运用价钱。早正在2008年,万建平易近率领科研职员与日原形关科研团队分袂将GW5/qSW5位点顺遂定位正在统一堆叠区间内,创造具有于宽粒种类中的1,212-bp缺失落与粒宽性状联系关系,并验证该缺失落正在水稻野生驯化以及育种革新进程中被高强度地选择以增多水稻产量。然而,两研讨团队猜想的GW5/qSW5候选基因却没有类似,且均未报导对于所猜想基因的功能验证效果。是以,对于于GW5/qSW5位点的功能基因须要进一步明确。
科研职员经由深切研讨,明确了位于该1,212-bp缺失落地域上游一个编码钙调卵白的基因,可以或许明显影响水稻粒宽,是GW5/qSW5位点的候选基因,仍定名为GW5,其重要正在水稻子粒发育时代的颖壳中表明。具有于宽粒种类的1,212-bp缺失落经由过程调控GW5的表明量进而调控子粒巨细。进一步研讨创造,GW5卵白定位正在细胞质膜上,并可与油菜素内酯旌旗灯号路途中的一个环节激酶GSK2直截互作,按捺GSK2磷酸化粗俗两个转录因子BZR1以及DLT活性,使患上非磷酸化状况的BZR1与DLT积聚并进入细胞核中,调控BR粗俗呼应基因表明,进而调控水稻粒型等发展发育进程。研讨职员还创造,经由过程CRISPR技巧将GW5基因敲除了,可以增多此外没有含1,212-bp缺失落的水稻种类子粒的粒宽以及粒重,抵达减产的结果。上述研讨效果揭示了水稻中BR旌旗灯号路途以及子粒发育调控的一种新机制,并为此外禾谷类作物的减产供应了新的思绪。
该论文以中国农科院作科所为第一实现单元,博士研讨生刘家范以及陈隽为论文奇特第一作者,万建平易近院士与王陆地研讨员为奇特通信作者。本研讨取得了“国度天然迷信基金重小研讨设想”“十三五国度重点研发设想”等重小科技专项的援助。(通信员 卫斐)
GW5经由过程按捺GSK2磷酸化粗俗转录因子BZR1与DLT来调控子粒发育
原文链接:http://www.nature.com/articles/nplants201743