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我国破解复粒稻遗传奥秘

2024-04-10 16:43 作者: 科普湖南 来源: 50723 次阅读

近日,中国农业科学院作物科学研究所童红宁团队宣布,研究人员历经7年研究,破译了复粒稻的遗传之谜,揭示了植物激素油菜素甾醇(BR)调控稻穗粒数的奥秘。这一发现找到了控制水稻产量关键性状的激素基因,为提升全球粮食产量提供了新的可能。相关研究成果已发表在国际期刊《科学》上。

复粒稻,是一种具有多粒簇生(聚集成团或成堆地生长)特点的水稻种质资源。与普通水稻不同,复粒稻的稻穗上能够长出如葡萄般簇生的小稻粒。这一现象自20世纪30年代起就引起了科学家的广泛关注,但其背后的遗传机制却一直是个未解之谜。

油菜素甾醇是一种广泛存在于植物体内的天然激素,它能够促进细胞的分裂和伸长,从而影响植物的生长和发育。经过深入研究,童红宁团队发现,油菜素甾醇这一植物激素在调控水稻穗二级分枝和穗粒数方面发挥着关键作用。在复粒稻中,油菜素甾醇的含量和活性都较普通水稻有所不同,这导致了复粒稻稻穗上能够长出更多的小稻粒。

为了进一步验证这一发现,童红宁团队进行了田间试验。他们发现,与对照品种相比,采用油菜素甾醇调控的复粒稻的二级枝梗数量增加了35.2%,每穗的谷粒数也相应增加了28.2%,而籽粒的大小和重量并没有变化。这一结果不仅证明了油菜素甾醇在调控稻穗粒数方面的作用,也打破了水稻穗粒数和粒重之间“你多我就少”的传统观念。

这一发现的意义在于,为我们提供了一种新的思路和方法来改良水稻品种,提高水稻的产量。“我们国家现在的水稻产量已经非常高了,但近些年面临着提升慢的问题。”童红宁说,未来水稻育种逐渐进入分子设计育种模式,这就要求我们不断挖掘基因资源,创新设计理念,实现水稻产量的突破。

中国科学院院士李家洋表示,该研究发现组织特异性地抑制BR含量可以只增加穗粒数,而不影响粒重和品质,一定程度上破解了两者之间的负相关平衡关系,是一种极有潜力的分子设计策略。这个策略对于其他激素而言也具有参考意义,尤其是在植物体内具有动态转运的激素如生长素和细胞分裂素等。

编后:本文所述研究成果和结论均基于当前已知的科学事实和数据,但随着科学研究的深入和发展,未来可能会有新的发现和认识。因此,本文所述内容仅代表当前阶段的认识和理解,不排除未来会有新的变化和修正。

初审:许治远

复审:傅仁斌

终审:罗   锴

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