我国科学家发现杂交稻稳产高产基因

来源: 中国科学报 / 作者: 2020-03-30
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近日,中国农业科学院中国水稻研究所钱前院士、深圳农业基因组研究所熊国胜研究员与中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士领衔的研究团队发现了一个水稻 “绿色革命” 基因(赤霉素合成基因 SD1)的伴侣基因(独脚金内酯合成基因 HTD1HZ),这一伴侣基因决定了杂交稻稳产高产的性能。该项成果日前发表于《分子植物》。

钱前告诉《中国科学报》,植物株型是一种非常复杂的农艺性状,是影响作物产量的主要因素之一。通过植物株型的改良,如植株高度、分蘖数和穗粒数等,可以显著提高作物产量。植物株型受到多种激素的影响,是育种研究难点。

上世纪五六十年代,育种学家利用 “矮化基因” 改良水稻、小麦等作物株型,培育高产品种,被称为 “绿色革命”。“绿色革命” 的代表性成果是国际水稻研究所于 1967 年培育的水稻品种 IR8。研究人员介绍,IR8 由矮小坚强亲本低脚乌尖和高大繁茂亲本皮泰繁育而成。低脚乌尖带有控制矮杆性状的有利等位基因 SD1DGWG,而皮泰中含有增加分蘖数的独脚金内酯等位基因 HTD1HZ。二者在 IR8 培育过程中被共同选择固定下来,相辅相成,实现了矮秆抗倒和繁茂多蘖的最佳组合,促进水稻品种的稳产广适性。

此次研究发现,我国超级稻父本品种华占也含有独脚金内酯合成基因的新等位基因 HTD1HZ。论文第一作者、中国水稻研究所副研究员王跃星告诉《中国科学报》,华占最大的一个特点就是茎枝较多、稳产性好。以华占为父本育成的品种超过 300 个,一系列超级稻组合推动了新一轮的杂交水稻品种的更新换代,在生产上有良好的效果。

研究团队进一步发现,我国大面积推广的双桂、明恢 63 等多个具有代表性的品种中,都携带 HTD1HZ 基因,而控制矮秆性状的有利等位基因则是 SD1DGWG。这表明,在现代籼稻品种育种过程中,这两个基因同时被育种家选择并广泛利用。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.03.009

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