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我国分离出控制水稻产量和生育期的多效性基因
2008-5-12 点击次数：43
本报武汉5月7日讯(记者余平凡 通讯员金安江 范敬群)华中农业大学教授、中国科学院院士张启发带领的科研团队，成功分离出控制水稻产量和生育期的多效性基因。5月5日，这一具有重大理论及实践意义的论文在《自然—遗传学》的网络版发表。
经典的遗传学理论认为，植物的复杂数量性状一般是由大量微效基因协同控制的，研究难度很大，其中作物产量是最为复杂的数量性状。然而，张启发科研团队的最新研究成果表明，作物产量也可能会受少数几个关键性主效基因的调控。他们首次发现并成功克隆的一个同时控制水稻株高、抽穗期和每穗粒数的QTL(Quantity Trait Loci，数量性状位点)基因，命名为Ghd7(G：穗粒数，h：株高，d：抽穗期，7：水稻第7染色体)。
据文章第一作者(并列)邢永忠教授、薛为亚博士介绍，早在上世纪90年代中期，课题组通过QTL分析，在水稻第七染色体着丝粒区附近定位了一个具多效性的QTL。其后十余年中，他们反复证明了这一结果，并在这个基因区间构建了多对近等基因系，在此基础上，利用图位克隆技术分离到了这个基因。研究结果表明，野生型Ghd7等位基因可使抽穗期大大延迟，株高和每穗粒数显著增加。在武汉夏天的条件下，含有野生型Ghd7等位基因的水稻比一般水稻(珍汕97)抽穗晚23天，株高增加30厘米，穗粒数增加1倍，且茎秆粗壮抗倒，单株产量可提高50%。将野生型Ghd7等位基因转移到一些小穗、早抽穗品种中，可使这些品种每穗粒数成倍增加，同时伴随株增高，抽穗期延迟。研究人员发现，Ghd7基因编码的蛋白质为一含CCT结构域蛋白家族成员，其表达和功能受光周期调控。该蛋白不仅参与了开花的调控，而且对株的生长、分化及生物学产量有普遍的促进效应。在长日条件下，该基因的表达增强，从而推迟抽穗，植株增高，穗子变大，穗粒增多。研究结果还表明，该基因与水稻品种的生态地理适应性有密切的关系。
文章通讯作者张启发认为，该研究成果具有重要的理论与实践意义。在理论方面，一是表明数量性状可以由主效基因控制；二是为一个基因的多个功效提供了很好的例证；三是为研究一个基因可以控制多个性状提供了难得的机会。在实践方面，该基因的成功分离，说明对于诸如产量这样复杂的数量性状，也可以应用生物技术进行改良。因此，该基因的有关信息，可被直接用于从水稻品种遗传资源中发掘对提高产量和生态适应性有重要意义的优良等位基因，进行作物品种的遗传改良。 |
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