最新研究成果:发现协同提升水稻产量和品质关键基因

时间:2021-08-26 15:53:23 来源: 《中国科学报》


日,《植物生物技术杂志》在线发表了扬州大学农学院教授刘巧泉课题组最新研究成果。该团队通过编辑启动子和叶片特异超量表达的方式,对水稻葡聚糖水二激酶1基因功能进行了鉴定,发现该基因是改良水稻农艺状、提升水稻产量和品质的关键基因。

论文通讯作者、扬州大学教授李钱峰介绍,源库关系是决定作物整体农艺状的核心。克隆和鉴定参与源库动态调控的关键基因是提高作物产量的关键。然而,目前在水稻中发现的具有潜在应用价值的源基因还很少。

葡聚糖水二激酶1广泛存在于植物中,在源组织瞬时淀粉降解途径的第一步发挥关键作用,但目前有关其进化途径和酶的功能,大部分仍然未知。

李钱峰说,研究团队使用CRISPR/Cas9基因编辑系统对水稻葡聚糖水二激酶1基因的启动子区域进行修饰。通过对获得的葡聚糖水二激酶1突变体植株进行分析发现,启动子发生编辑后,葡聚糖水二激酶1基因表达量下调,这对水稻的生长发育没有明显影响,但对其籽粒透明度和种子萌发有一定影响。使用Osl2启动子在叶片中特异超表达葡聚糖水二激酶1基因后,水稻产量、粒形、品质等多个关键状均得到显著改善。

李钱峰说,该研究结果表明,葡聚糖水二激酶1可以成为利用生物技术协同提高水稻产量和品质的理想靶基因。通过与良种、良法和先进装备技术融合,将有效改变水稻生产现状,促进水稻走向高产优质。(记者李晨通讯员陆江峰)


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