中国农科院作科所万建民院士团队在Plant Cell发表水稻研究领域的最新成果
学术
2024-12-13 20:03
英国
12月11日，万建民院士领衔的中国农业科学院作物功能基因组研究创新团队克隆了水稻穗粒数关键调控基因GNA，阐明了该基因通过与水稻穗型关键因子互作进而调控水稻穗粒数和产量的分子机制。相关研究成果以The DENSE AND ERECT PANICLE1-GRAIN NUMBER ASSOCIATED module enhances rice yield by repressing CYTOKININ OXIDASE 2 expression为题在线发表在《植物细胞（The Plant Cell）》上。水稻作为中国关键的粮食作物，其产量构成中的一个重要因素是每穗的粒数。为了提升水稻的单产水平，研究者们致力于探索调控穗粒数的关键基因及其背后的分子机制。![]()
该研究通过分析一个特定的水稻穗型突变体，成功克隆到了一个对控制穗粒数至关重要的基因——GNA。研究表明，在如中花11、日本晴以及宁粳3号这样的水稻品种中，当该基因被过表达时，可以显著增加植株的穗粒数量，使单株产量相较于野生型提高了超过10%。进一步的实验揭示了GNA与另一个影响水稻穗型的重要因子DEP1之间存在相互作用。两者共同作用以抑制细胞分裂素氧化还原酶的生成，这促进了细胞分裂素在穗部的积累，从而导致穗粒数的增加。通过对777个不同水稻品种进行单倍型分析，研究人员发现了DEP1和GNA的优势联合单倍型存在于这些品种中。这项研究不仅阐明了GNA基因如何通过调节细胞分裂素水平来增加穗粒数的分子机制，而且为水稻的遗传改良和分子设计育种提供了宝贵的基因资源和理论支持。作科所博士生张瑾晖、研究员林启冰、副研究员王昕和博士生邵家乐为论文的共同第一作者，万建民院士和程治军研究员为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、中国农业科学院南繁专项、院基本科研业务费等项目的资助。![]()
