新華全媒+|科學(xué)家找到調控水稻、小麥穗發(fā)芽的“開(kāi)關(guān)”
新華社北京12月6日電(記者張泉)農作物在種子成熟期,如遇連陰雨不能及時(shí)收獲,常會(huì )出現部分籽粒在穗上發(fā)芽的現象。穗發(fā)芽嚴重影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。我國科學(xué)家日前找到了調控水稻、小麥穗發(fā)芽問(wèn)題的一對“開(kāi)關(guān)”,有望為避免穗發(fā)芽導致的大規模農業(yè)損失提供解決方案。
該研究由中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所儲成才研究員團隊和高彩霞研究員團隊完成,相關(guān)成果6日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·遺傳學(xué)》在線(xiàn)發(fā)表。
“種子休眠是指種子在適合它生長(cháng)的條件下仍不能發(fā)芽的現象。然而,作物馴化過(guò)程中,由于更多考慮高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲(chóng)等性狀,常常忽視了對種子適度休眠性狀的保留,從而導致很多作物如水稻、小麥會(huì )發(fā)生穗發(fā)芽現象。”儲成才介紹,找到作物控制種子休眠的關(guān)鍵基因,闡明種子休眠調控的分子生理機制,對避免穗發(fā)芽災害至關(guān)重要。
然而,種子休眠是一個(gè)極其復雜的農藝性狀,受到大量基因位點(diǎn)的調控,因此,克隆調控種子休眠基因一直以來(lái)面臨諸多瓶頸。
儲成才團隊通過(guò)利用強休眠的水稻品種“卡薩拉斯”和弱休眠水稻品種“日本晴”構建染色體單片段代換系,成功從強休眠水稻品種中克隆到一個(gè)控制水稻種子休眠的關(guān)鍵基因SD6,并證實(shí)了SD6負調控水稻種子休眠。通過(guò)篩選SD6互作蛋白,團隊發(fā)現了另一水稻轉錄因子ICE2,且ICE2正調控種子休眠。
儲成才團隊通過(guò)基因編輯技術(shù)對水稻易穗發(fā)芽品種“天隆619”“武運粳27號”以及“淮稻5號”中的SD6基因進(jìn)行改良,發(fā)現改良的水稻材料在收獲期遭遇連綿陰雨天氣,其穗發(fā)芽情況顯著(zhù)改善。
高彩霞團隊對小麥品種“科農199”的TaSD6基因進(jìn)行了改良,也大大提高了小麥穗發(fā)芽抗性。
“這些研究成果表明,SD6在水稻、小麥穗發(fā)芽抗性育種改良中具有重要應用價(jià)值。SD6和ICE2兩個(gè)基因有望在解決穗發(fā)芽問(wèn)題、降低農業(yè)損失中發(fā)揮重要作用。”高彩霞說(shuō)。(來(lái)源:新華網(wǎng))
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