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中国科学家发现水稻FZP基因变异
作者:汤姆    发布日期:2019-10-05

中国科学家发现水稻FZP基因变异发现的水稻FZP基因变异,有望刷新水稻种质的收获指数极限。

        FZP基因是一个很重要的发育基因,其编码的蛋白质是不能改变的,若改变则水稻就无法结籽。FZP基因具有阻止腋芽分生组织形成并建立花分生组织的作用,水稻的产量和其密切相关。FZP的功能强,水稻籽粒就变大,粒数减少;FZP功能弱,水稻籽粒就变小,粒数就增多。所以,可以通过控制FZP的表达量来控制水稻的产量。


        水稻种子所占比例由每穗粒数、穗数和千粒重三个因素决定,增加每穗粒数是增加水稻种子所占比例的最有效途径。也就是增加产量的最有效途径。FZP基因的表达量变化恰好同时调控每穗粒数和千粒重的变化。


        邢永忠研究小组利用粒形差异显著的亲本川7和豪博卡构建的群体通过图位克隆(Map - basedcloning,又称定位克隆),在亲本川7的FZP上游5.3kb处,发现一个18bp片段的转录沉默子发生复制,造成拷贝数变异(Copy numbervariation,CNV),名为CNV-18bp,使得亲本川7里有两个18bp片段串联在一起(拷贝数是指某基因在某一生物的基因组中的个数,单拷贝就是该基因在该生物基因组中只有一个,多则指有多个)。


        进一步的研究发现,转录抑制子OsBZR1结合CNV-18bp中的CGTG基因序列,从而抑制了FZP的表达。这种有两个18bp片段的FZP表达量比单个拷贝的要低,使得穗分枝时间更长,籽粒略微变小,粒数更多。该团队通过研究发现,有两个18bp片段的水稻千粒重大概减少了10%左右,每穗粒数增加40%-50%,穗数并无显著性差异,但水稻产量要比只有一个18bp片段的高15%。


        事实上,绝大多数水稻中只有一个18bp片段,邢永忠团队检测了500多份材料发现,只有印度、孟加拉等东南亚地区的少数品种才有两个串联的18bp片段。邢永忠称,这种变异是在自然界中发生的。因此,可以利用分子标记辅助育种,使该优良等位基因在中国高产品种的改良中发挥巨大作用。


        邢永忠教授对此很有信心,其所领导的小组正在利用该优良等位基因,对中国水稻骨干亲本加以改良,有望进一步提高水稻种质的收获指数极限。


(消息来源:澎湃新闻


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