我国科学家探索水稻产量之谜首次发现“基因钥匙”

2006-8-18

上海科技2006年8月18日报道:8月17日从复旦大学传出信息:该校与中国农大专家合作,在国际上首次发现决定水稻产量的“基因钥匙”—一组含连续8个基因的区段,位于野生稻2号染色体短臂末端。据悉,相关论文近日发表在国际权威学术刊物《基因研究》上。

全球农业历经矮化、杂交两次“绿色革命”后,水稻、玉米等农作物亩产量已获得很大提升。在我国,杂交所得的超级稻亩产量已突破750公斤,一般水稻产量平均在300公斤至400公斤。我国于2001年确立973项目“农作物杂种优势分子生物学机理及应用研究”,由复旦大学和中国农业大学携手,希望从基因研究层面深入了解水稻等农作物产量提升的机制。项目负责人、复旦大学遗传学研究所杨金水教授介绍,水稻共有12个染色体、约5万个基因,分别控制着产量、口味、熟期等性状。为确定"产量钥匙"的初步位置,研究人员将具有高产性状的江西东乡野生稻与栽培稻"桂朝2号"进行杂交,通过一次次回交、分离,将目标锁定在第六代水稻2号染色体前端DNA分子内,共含500个基因。经详细比对分析,不断缩小范围,终于发现其中由LRK1-LRK8等8个基因组成的"基因家族",对水稻产量有很大影响,而LRK1、LRK4、LRK6这三个基因的作用尤其关键。

为验证这一结论,研究人员5月初在复旦大学遗传学楼后的试验田进行对比试种。数据显示,导入LRK1基因的水稻分蘖率(每株抽穗数量)平均提升20%左右,最高可达34%,预计产量可提高10%。踏在田埂上随手拢来水稻细数,一株竟有9穗之多,而对照品种只有5到7穗。专家表示,9、10月份收获后,他们将从试验田中获得实际数据。此外,导入LRK4、LRK6基因的验证试验也即将开展。据悉,美国一知名大型种子公司对这些具有改良产量性状的基因很感兴趣,已与我国科学家联系。

专家指出,目前研究尚处基础理论阶段,今后将为我国水稻杂交提供一双"分子眼睛"。例如,凭借这一技术,我们可在丰产基因的杂交转移过程中,快速准确地鉴别高产种系,大大缩短育种过程。此外,产量基因的克隆具有广阔应用前景,可为农作物特别是谷类作物的产量性状改良提供重要技术储备。

【专家点评】国际权威学术刊物《基因研究》审稿人指出:产量性状是复杂性状,由多基因控制。该论文在控制水稻产量性状"多基因家族"的结构、功能和进化方面,提供了极有价值的研究结果。



摘自:上海科技

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