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作科所研究發現赤霉素參與水稻穗型調控新機制
日期:2016-11-11 來源:中國農業科學院作物科學研究所

     近日,從中國農業科學院作物科學研究所獲悉,該所徐建龍研究員與中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所林鴻宣研究員開展合作研究,揭示了水稻穗型調控機制中可能存在的赤霉素與細胞分裂素的動態再平衡過程,發現赤霉素在水稻穗型性狀發育調控過程中也發揮著重要的作用。相關文章成果發表在國際著名學術期刊《公共科學圖書館遺傳學(PLOS Genetics)》雜志上。
     據悉,水稻穗型作為一種重要的復雜農藝性狀,一直以來是提高水稻產量的主要育種改良目標,其中每穗粒數尤為重要。水稻穗粒數的發育則受到穗原基活性的調控,細胞分裂素和KNOX家族轉錄因子被報道在水稻穗原基活性的調控中起到至關重要的作用。然而,作為另一種重要的植物激素赤霉素在這一調控過程中所扮演的角色及可能存在的調控機制的相關研究卻少有報道。
     研究人員克隆到了一個控制水稻穗粒數性狀的數量性狀基因(QTL)GNP1。攜帶該QTL的株系同沒有該QTL的相比,能夠顯著增加總穗粒數(56%)和實粒數(28%),使水稻產量增加5.7%~9.6%,表明GNP1在作物高產育種中有應用價值。研究人員通過遺傳分析實驗發現,GNP1中含有一個赤霉素合成相關基因GA20ox1,該基因對水稻穗粒數表型有貢獻。對GA20ox1的功能分析表明在水稻穗部性狀發育調控過程中赤霉素也發揮著重要的作用,進一步的分析揭示了KNOX家族轉錄因子介導的赤霉素和細胞分裂素參與水稻穗部性狀發育調控信號間的再平衡機制。該研究為穗部性狀發育的復雜調控機理研究提供了新思路,也為高產育種提供了新策略。
     徐建龍、林鴻宣研究員為論文共同通訊作者。

 

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