作者:王汉中等 来源:PNAS 发布时间:2015/9/16 15:33:25
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油菜粒重调控分子机制破解

 

中国农科院油料所油菜遗传改良创新团队的一项最新发现表明,油菜A9染色体上ARF18基因的变异可调控粒重,且不改变角粒数,从而对产量产生影响。这项发现为油菜高产品种的分子设计和培育奠定了基础。

ARF18基因也成为国际上通过图位克隆获得的首个多倍体作物产量基因,为小麦、棉花等其他重要多倍体作物产量基因克隆提供了借鉴。8月31日,该项成果在线发表在国际著名学术期刊《美国科学院院刊》上。

粮油等主要农作物价值70%源于种子,种子产量的遗传改良一直是作物研究的重点,其功能基因克隆也是国际竞争的热点。小麦、油菜、棉花等基因组非常复杂,种子产量基因的图位克隆一直未获突破。

由王汉中研究员领衔的创新团队,通过连锁分析、关联分析、亲本序列比对和转基因验证,最终确定ARF18是调控粒重和角果长度的目标基因。该基因过量表达可使粒重变异15%,而角粒数保持不变。

角果皮是种子的母体器官。该团队研究还发现,种子粒重表型主要受母体基因型调控,角果皮的光合产物为种子中后期发育提供主要碳源。研究人员结合基因表达模式和转录组分析认为,甘蓝型油菜品系油菜zy72360的ARF18功能丧失导致角果变长,增加了角果皮光合面积,为种子发育提供更多光合产物,进而导致种子粒重增加,产量增加。

该研究成果是在科技部973计划和863计划、国家油菜产业技术体系及中国农科院创新工程资助下完成的。刘静、华玮博士为该文共同第一作者,王汉中为通讯作者。(来源:科技日报 李禾)

 
 
 
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