近日,中科院遺傳與發育生物學研究所、國家雜交水稻工程技術研究中心等單位的研究人員發現了一個可以提高水稻產量的新基因,有望將其應用於培育新的水稻品種。該研究由中國工程院院士袁隆平和中科院遺傳與發育生物學研究所研究員李傳友共同領導,相關成果發表於2月4日的《美國科學院院刊》。
水稻是最重要的糧食作物之一。粒重、穗數和每穗粒數是決定水稻產量的三大要素。其中,每穗粒數高度的變化,對糧食產量有極大的影響。在幼穗發育期,花序分生組織是粒數的一個重要決定因素。近期,大量水稻研究揭示,分生組織活性降低可導致圓錐花序分支減少,糧食產量減低。因此,分生組織的大小和活力是決定水稻糧食產量的一個重要的決定參數。
植物激素細胞分裂素是已知控製頂端分生組織活力的重要因子。以往的研究揭示,在可提高粒數的水稻基因座中,包含著突變的OsCKX2基因。OsCKX2表達減少,可導致花序分生組織CK累積,提高生殖器官數量,提高產量。
在這篇文章中,研究人員稱,發現了鋅指轉錄因子DST可直接調控生殖分生組織中的OsCKX2表達。研究人員確定了DST的一個半顯性等位基因DSTreg1可以擾亂生殖頂端分生組織中DST引導的OsCKX2表達調控,提高CK水平,導致分生組織活力增高,促進圓錐花序分支,進而提高粒數。
業內專家認為,新研究揭示了生殖分生組織活力的一個獨特的調控子,並確定了一個可對水稻粒數產生巨大影響的等位基因DSTreg1。這些發現對培育新的優良品種,大大提高水稻產量具有重要的意義。
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