遺傳發(fā)育所在水稻種子大小決定研究上取得重要進(jìn)展

    種子大小是水稻產(chǎn)量構(gòu)成的要素之一，長(zhǎng)期以來(lái)一直是很多作物育種改良的重要目標(biāo)。生長(zhǎng)素作為最為重要的植物激素之一，參與了植物生長(zhǎng)發(fā)育的眾多重要過(guò)程。盡管生長(zhǎng)素的合成、運(yùn)輸和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在模式植物擬南芥中研究已比較深入，然而其在作物中的研究和對(duì)作物產(chǎn)量的影響仍知之甚少。

    中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所植物基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)成才研究員和其合作者李家洋院士課題組通過(guò)對(duì)一水稻大粒顯性突變體（Big grain1, Bg1-D）的研究，發(fā)現(xiàn)BG1編碼一個(gè)受生長(zhǎng)素特異誘導(dǎo)的早期響應(yīng)的未知功能蛋白，在水稻莖和穗的維管組織中特異表達(dá)。有意思的是，BG1過(guò)表達(dá)株系生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸能力顯著增強(qiáng)，并導(dǎo)致水稻籽粒顯著增大。田間試驗(yàn)表明，BG1過(guò)量表達(dá)株系與對(duì)照相比千粒重增加25%，產(chǎn)量增加21%。BG1過(guò)量表達(dá)植株生物量也顯著提高。進(jìn)化分析表明BG1在高等植物中具有高度保守性。過(guò)表達(dá)BG1同樣使雙子葉植物擬南芥種子增大及生物量增加，暗示BG1在單、雙子葉植物生物量及作物產(chǎn)量改良中均具有極大的應(yīng)用潛力。

    該項(xiàng)研究成果于2015年8月17日在美國(guó)科學(xué)院院刊（PNAS）在線發(fā)表（doi:10.1073/pnas.1512748112）。劉林川博士和童紅寧副研究員為論文共同第一作者，研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ?xiàng)等資助。