中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院中國(guó)水稻研究所超級(jí)稻種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物研究所等單位合作，從浙江地方大粒品種“寶大粒”中成功分離并克隆了一個(gè)能夠顯著提高超級(jí)稻產(chǎn)量的重要基因GS2。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在今年最新一期的國(guó)際知名刊物《分子植物（Molecular Plant）》雜志上。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委和科技部的資助。

　　據(jù)悉，水稻種子作為同化產(chǎn)物的儲(chǔ)存器官，其收獲量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的直接考核指標(biāo)。在生產(chǎn)上，水稻產(chǎn)量主要由有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和谷粒重三要素組成。谷粒重一般由千粒重表示，是粒長(zhǎng)、粒寬和粒厚的綜合體現(xiàn)。在水稻的長(zhǎng)期馴化過(guò)程中，由于收獲指數(shù)大和易加工等特點(diǎn)，逐漸形成了載培種籽粒明顯大于野生親緣種的性狀。因此，在超高產(chǎn)育種中，通過(guò)增加千粒重來(lái)提高水稻產(chǎn)量已經(jīng)是育種家普遍使用的一個(gè)有效手段。

　　研究團(tuán)隊(duì)在上世紀(jì)90年代從國(guó)家水稻種質(zhì)資源中期庫(kù)中獲取了一份浙江地方大粒品種“寶大粒”，其植株高而壯，穗長(zhǎng)粒大，千粒重在48克以上。通過(guò)QTL (數(shù)量性狀基因座，是指控制數(shù)量性狀的基因在基因組中的位置)分析和高世代回交群體，在第2染色體上獲得了一個(gè)主效粒型QTL基因GS2，該基因編碼了一個(gè)水稻生長(zhǎng)調(diào)控因子OsGRF4。研究人員發(fā)現(xiàn)，來(lái)自“寶大粒”的GS2等位基因在miR396c靶點(diǎn)發(fā)生了一個(gè)稀有顯性突變，造成該基因表達(dá)顯著上升，從而促進(jìn)細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng)，并最終特異增加了穗長(zhǎng)和籽粒大小。

　　通過(guò)連續(xù)回交育成的近等基因系的田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該GS2顯性等位基因可顯著提高水稻產(chǎn)量，具體表現(xiàn)在顯著增加穗長(zhǎng)和千粒重的同時(shí)，其它農(nóng)藝性狀株如株高和分蘗等變化并不明顯，從而提高了收獲指數(shù)并最終提高產(chǎn)量。“兩優(yōu)培九”為我國(guó)第一個(gè)兩系雜交的超級(jí)稻品種，在全國(guó)各地的推廣種植面積累計(jì)已超億畝。來(lái)自“寶大粒”的GS2顯性等位基因可使“兩優(yōu)培九”親本“9311”增加40%以上的千粒重和14%以上的小區(qū)產(chǎn)量。而將其與“培矮64S”品種配成雜交稻后，可比超級(jí)稻“兩優(yōu)培九”品種進(jìn)一步增產(chǎn)9.5%。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)該GS2顯性基因在雜合狀態(tài)下更符合生產(chǎn)需求，因此將含該GS2顯性等位基因的恢復(fù)系與優(yōu)異品質(zhì)的不育系配組，將有助于培育高產(chǎn)超級(jí)稻水稻新品種。  
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