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【新闻】我国科学家克隆水稻多种类型基因选育新品种糙毛糙苏

发布时间:2020-10-19 07:54:03 阅读: 来源:发钗厂家

我国科学家克隆水稻多种类型基因 选育新品种

水稻栽培品种分为籼稻和粳稻两个亚种。如何打破籼粳不育,利用水稻亚种间杂种优势提高水稻产量是育种家们攻克的难题。我国科学家成功的克隆了水稻多个产量、品质、抗逆和生长发育相关的功能基因,成果相继发表在Nature等顶尖学术刊物上,基因申请了发明专利,具有自主知识产权,引起了广泛关注。

这些基因的克隆代表了该领域的最新进展,研究论文产生了重大影响,多个基因已被用于培育多抗、优质、高产、营养高效的新型超级水稻品种。这是华中农业大学绿色超级稻团队牵头,中国科学院上海生命科学院国家基因研究中心、中国科学院遗传与发育研究所等多家研究机构共同承担的“十二五”863计划现代农业技术领域“水稻等主要农作物功能基因组研究”重大项目取得的重要进展。

该项目成功分离克隆出一个控制水稻籼稻、粳稻杂交不育和广亲和性状的主效基因,命名为S5。并从分子水平对S5的作用机理进行了较完善的阐述,揭示了水稻籼粳杂种育性调控的分子机制。研究人员还发现独角金内酯信号转导的“去抑制化激活”机制与生长素、赤霉素、茉莉酸等重要激素的信号转导激活机制类似,表明这是植物在进化过程中选择的一种主要调控模式,这成为解析独角金内酯信号转导分子机制的奠基性发现。

据了解,该项目成功的克隆了第一个稻米垩白率的主效基因、控制水稻粒宽基因、光敏不育基因、控制水稻抽穗期和幼穗发育的多效基因、特异性控制干旱逆境下表皮蜡质合成的基因等;构建了一张精确的水稻高密度基因型图谱,其对水稻的驯化过程和遗传多样性的解析大大加速了水稻的遗传学研究;获得了数百个控制不同代谢物积累的效应位点,揭示了水稻籼粳亚种中代谢组的不同遗传调控,为作物生理、品质遗传改良提供了新的思路及工具。

在此之前,华南农业大学9月17日克隆出水稻新温敏核不育基因。据介绍,安农S-1是于1987年被发现的第一个籼稻温敏不育系,其温敏不育性由一隐性基因tms5控制。株1S是使用率最高的籼型两用不育系之一。2011年,我国种植的两系杂交水稻中,有71个品种是用带有tms5的两用不育系培育而成,占所有两系杂交稻品种的71%,其种植面积超过全国两系杂交稻种植面积的80%。

利用温敏不育系培育的两系杂交水稻免除了保持系,在不同的温度条件下既可作为不育系与恢复系杂交制种,又可以自身繁殖,从而简化了繁种制种程序,降低了杂交种子生产成本。更重要的是,两系杂交稻的配组较自由,选配到优良组合的几率较高。

tms5是功能缺失的基因,其野生型基因编码了一个短版的RNaseZ家族蛋白。该蛋白可降解三个编码泛素与核糖体融合蛋白基因UbL40的mRNA。低温下生长的安农S-1的UbL40mRNA表达量较低且与野生型类似,因此其花粉育性正常;高温下,野生型水稻中RNaseZ能及时降解受温度诱导的UbL40mRNA,因而维持花粉正常发育;不育系中,受温度诱导的UbL40mRNA不能被功能缺失的RNaseZ及时切割而导致其mRNA积累,进而可能影响细胞内泛素平衡,引发花粉母细胞液泡化,最终导致花粉败育。

该成果率先阐明了水稻中控制温敏不育的分子机理,同时揭示了RNaseZ这一基因家族成员的新功能、泛素平衡调控的新途径和植物生殖发育应答高温环境的新机制,有助于加快温敏不育系的培育。

同样在9月份,中国农科院成功克隆首个水稻抗条纹叶枯病基因。中国农业科学院作物科学研究所万建民研究团队近日在国际上首次成功克隆水稻抗条纹叶枯病基因,选育出系列抗条纹叶枯病高产优质水稻新品种,有效解决了我国南方粳稻区受条纹叶枯病危害的难题。

水稻条纹叶枯病是由灰飞虱介导的病毒病。在中国东部、日本和韩国超过80%的水稻种植区曾受到水稻条纹叶枯病毒的严重危害,仅江苏2004年发病面积就达2300多万亩,绝收面积7.8万亩,对水稻生产造成严重损失。万建民领导的作物功能基因组研究创新团队与江苏省农业科学院等水稻育种单位协作攻关,建立了规模化水稻条纹叶枯病抗性鉴定技术体系,进行抗条纹叶枯病水稻种质与基因挖掘,选育出系列抗条纹叶枯病水稻新品种,实现了南方粳稻区的快速应用。“抗条纹叶枯病高产优质粳稻新品种选育及应用”成果获得2010年国家科技进步一等奖。

袁隆平创造了杂交水稻奇迹,我国其他科学家用自己的努力将这奇迹传承!(中研网)(责任编辑:董艳雪)

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