我校生命科学学院教师在水稻高产基因研究中获得新进展

来源:发稿时间:2009-04-08 浏览次数:579

    3月22日,国际著名学术期刊《自然-遗传学》(《Nature Genetics》)杂志在线发表了我校生命科学学院黄先忠博士的研究论文《Natural variation at the DEP1 locus enhances grain yields》,这项研究工作是黄先忠博士在中国科学院遗传与发育生物学研究所博士研究期间,在导师傅向东研究员的指导下和中国水稻研究所钱前研究员合作完成的。

    高产稳产历来是作物育种追求的最终目标之一,寻找与高产相关的功能基因对水稻高产育种具有重要的理论意义和应用价值。然而,水稻产量由分蘖数、穗粒数、粒重、灌浆速率以及株型等多种农艺性状来决定的,是多个基因和环境协同控制的复杂数量性状。目前对产量形成的分子调控机制的认识还非常有限,研究难度很大。水稻中克隆高产相关基因还为数不多。

    黄先忠博士经过3年多的勤奋研究,通过图位克隆的方法从中国东北超级稻品种沈农265中成功分离出了控制水稻产量的关键多效基因—DEP1。通过综合运用遗传学、细胞生物学和分子生物学等方法明确了DEP1能够提高茎端分生组织(SAM)的活力,研究发现DEP1突变能促进细胞分裂,使得稻穗变密、枝梗数增加、每穗籽粒数增多,从而促进水稻增产。另外,通过基因芯片初步分析了DEP1基因如何促进细胞分裂以及增加穗粒数和穗型改变的调控网络,进一步检测160个广泛种植的弯曲穗型品种、40个东北和江浙一带广为种植的直立和密穗的品种发现,我国生产上种植的直立密穗品种均含有DEP1基因,证明DEP1基因在生产应用上具有重要贡献。

    此前,日本科学家克隆了SD1基因,我国李家洋院士克隆了MOC1基因,加上此次成功克隆的DEP1基因,到目前为止全球科学家克隆的水稻高产基因依然屈指可数。

    黄先忠博士的研究首次阐述了DEP1基因在中国超级稻增产中起到的关键作用,不仅为水稻超高产分子育种直接提供了有重要应用价值的新基因,也为揭示中国超级稻产量提升的分子奥秘提供了新线索,可望由此进一步研究出更为高产的水稻品种。具有重要的现实意义和理论意义。

    新华社、人民日报、科学日报和浙江日报等各大新闻媒体都竞相报道了这一研究成果。


作者:生命科学学院

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