作者:刘巧泉等 来源:《植物生物技术杂志》 发布时间:2021/8/23 9:55:50
选择字号:
科学家发现协同提升水稻产量和品质的关键基因

 

 团队成员在水稻田开展实验。 扬州大学农学院供图

8月20日,《植物生物技术杂志》在线发表了扬州大学农学院教授刘巧泉课题组最新研究成果。该团队通过编辑启动子和叶片特异超量表达的方式,对水稻葡聚糖水二激酶1(GWD1基因功能进行了鉴定,发现该基因是改良水稻农艺性状、提升水稻产量和品质的关键基因 。

论文通讯作者、扬州大学教授李钱峰介绍,源库关系是决定作物整体农艺性状的核心。克隆和鉴定参与源库动态调控的关键基因是提高作物产量的关键。然而,目前在水稻中发现的具有潜在应用价值的源基因还很少。

葡聚糖水二激酶1在源组织瞬时淀粉降解途径的第一步发挥关键作用,能够催化α-葡聚糖、ATP和水反应生成α-葡聚糖磷酸单酯、AMP和正磷酸盐。葡聚糖水二激酶1在植物中广泛存在,但目前有关其进化途径和酶的功能,大部分仍然未知。

李钱峰说,研究团队使用CRISPR/Cas9基因编辑系统对水稻葡聚糖水二激酶1基因的启动子区域进行修饰。通过对获得的葡聚糖水二激酶1突变体植株进行分析发现启动子发生编辑后,葡聚糖水二激酶1基因表达量下调,这对水稻的生长发育没有明显影响,但对其籽粒透明度和种子萌发有一定影响。

值得注意的是,使用Osl2启动子在叶片中特异性超表达葡聚糖水二激酶1基因后,水稻的产量、粒形、品质、种子萌发和抗逆性等多个关键性状均得到显著改善。

李钱峰说,该研究结果表明,葡聚糖水二激酶1不仅参与了源组织(如叶片)中的瞬时淀粉降解过程,在种子这一库组织中也发挥着重要作用。这使得葡聚糖水二激酶1可以成为利用生物技术协同提高水稻产量和品质的理想靶基因。未来通过与良种、良法和先进装备技术融合,将有效改变水稻生产现状,促进水稻走向高产优质。(来源:中国科学报 李晨 陆江峰)

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/pbi.13686

 
版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
扭曲晶体中原子振动产生携带热量的自旋波 天文学家观测到新双星系统
我国南极昆仑站泰山站气象站正式业务运行 崖柏:“活化石”植物重获新生
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文