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中国农科院创新团队破解油菜粒重调控分子机制

文章出处: 人气:发表时间:2016/5/17 19:09:14

    中国农科院油料所王汉中研究员****的油菜遗传改良创新团队**新研究发现,油菜染色体上的一种调控生长素反应基因(ARF18),可以调控油菜粒重,且不改 变角粒数,从而对产量产生影响。这项发现为油菜高产品种的分子设计和培育奠定了基础。同时,ARF18基因成为国际上通过图位克隆获得的****个多倍体作物 产量基因,为小麦、棉花等其它重要多倍体作物产量基因克隆提供了借鉴。相关成果于8月31日在线发表于国际著名学术期刊《美国科学院院刊(PNAS)》。 该项研究成果是在科技部973和863项目、国家油菜产业技术体系以及中国农科院创新工程的资助下完成的。

  粮油等主要农作物的价值70%来源于种子,种子产量的遗传改良一直是作物研究的重点,其功能基因克隆也是国际竞争的热点。而种子产量是由多基因 控制的数量性状,特别是重要多倍体作物如小麦、油菜、棉花等,其基因组非常复杂,种子产量基因特别是粒重基因的图位克隆一直未能获得突破。

  该团队利用千粒重差异显著的甘蓝型油菜品系zy72360和R1以及关联群体,通过连锁分析、关联分析、亲本序列比对和转基因验证,**终确定 ARF18是调控粒重和角果长度的目标基因,该基因的过量表达可使粒重变异15%,而角粒数保持不变。研究表明,ARF18具有转录抑制活性。

  种子是子代,角果皮是母体器官,该团队研究发现,种子粒重表型主要受母体基因型调控。由于角果皮的光合产物为种子中后期发育提供主要碳源,研究 人员结合基因表达模式和转录组分析认为,油菜zy72360的ARF18功能丧失导致角果变长,从而增加了角果皮光合面积,为种子发育提供了更多的光合产 物,进而导致种子粒重增加。


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