近日，從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所獲悉，該所徐建龍研究員與中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所林鴻宣研究員開展合作研究，揭示了水稻穗型調(diào)控機(jī)制中可能存在的赤霉素與細(xì)胞分裂素的動(dòng)態(tài)再平衡過(guò)程，發(fā)現(xiàn)赤霉素在水稻穗型性狀發(fā)育調(diào)控過(guò)程中也發(fā)揮著重要的作用。相關(guān)文章成果發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《公共科學(xué)圖書館遺傳學(xué)（PLOS Genetics）》雜志上。

 

     據(jù)悉，水稻穗型作為一種重要的復(fù)雜農(nóng)藝性狀，一直以來(lái)是提高水稻產(chǎn)量的主要育種改良目標(biāo)，其中每穗粒數(shù)尤為重要。水稻穗粒數(shù)的發(fā)育則受到穗原基活性的調(diào)控，細(xì)胞分裂素和KNOX家族轉(zhuǎn)錄因子被報(bào)道在水稻穗原基活性的調(diào)控中起到至關(guān)重要的作用。然而，作為另一種重要的植物激素赤霉素在這一調(diào)控過(guò)程中所扮演的角色及可能存在的調(diào)控機(jī)制的相關(guān)研究卻少有報(bào)道。

 

     研究人員克隆到了一個(gè)控制水稻穗粒數(shù)性狀的數(shù)量性狀基因（QTL）GNP1。攜帶該QTL的株系同沒(méi)有該QTL的相比，能夠顯著增加總穗粒數(shù)（56%）和實(shí)粒數(shù)（28%），使水稻產(chǎn)量增加5.7%～9.6%，表明GNP1在作物高產(chǎn)育種中有應(yīng)用價(jià)值。研究人員通過(guò)遺傳分析實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，GNP1中含有一個(gè)赤霉素合成相關(guān)基因GA20ox1，該基因?qū)λ舅肓?shù)表型有貢獻(xiàn)。對(duì)GA20ox1的功能分析表明在水稻穗部性狀發(fā)育調(diào)控過(guò)程中赤霉素也發(fā)揮著重要的作用，進(jìn)一步的分析揭示了KNOX家族轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的赤霉素和細(xì)胞分裂素參與水稻穗部性狀發(fā)育調(diào)控信號(hào)間的再平衡機(jī)制。該研究為穗部性狀發(fā)育的復(fù)雜調(diào)控機(jī)理研究提供了新思路，也為高產(chǎn)育種提供了新策略。

 

     徐建龍、林鴻宣研究員為論文共同通訊作者。

 

     論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1371/journal.pgen.1006386