中國農科院創新團隊破解油菜粒重調控分子機制
- 發佈時間：2015-09-06 15:31:00 來源：中國農業資訊網 責任編輯：羅伯特
本網訊中國農科院油料所王漢中研究員領銜的油菜遺傳改良創新團隊最新研究發現，油菜染色體上的一種調控生長素反應基因（ARF18），可以調控油菜粒重，且不改變角粒數，從而對産量産生影響。這項發現為油菜高産品種的分子設計和培育奠定了基礎。同時，ARF18基因成為國際上通過圖位克隆獲得的第一個多倍體作物産量基因，為小麥、棉花等其他重要多倍體作物産量基因克隆提供了借鑒。相關成果于8月31日線上發表于國際著名學術期刊《美國科學院院刊（PNAS）》。該項研究成果是在科技部973和863項目、國家油菜産業技術體系以及中國農科院創新工程的資助下完成的。
糧油等主要農作物的價值70%來源於種子，種子産量的遺傳改良一直是作物研究的重點，其功能基因克隆也是國際競爭的熱點。而種子産量是由多基因控制的數量性狀，特別是重要多倍體作物如小麥、油菜、棉花等，其基因組非常複雜，種子産量基因特別是粒重基因的圖位克隆一直未能獲得突破。
該團隊利用千粒重差異顯著的甘藍型油菜品係zy72360和R1以及關聯群體，通過連鎖分析、關聯分析、親本序列比對和轉基因驗證，最終確定ARF18是調控粒重和角果長度的目標基因，該基因的過量表達可使粒重變異15%，而角粒數保持不變。研究表明，ARF18具有轉錄抑制活性。
種子是子代，角果皮是母體器官，該團隊研究發現，種子粒重表型主要受母體基因型調控。由於角果皮的光合産物為種子中後期發育提供主要碳源，研究人員結合基因表達模式和轉錄組分析認為，油菜zy72360的ARF18功能喪失導致角果變長，從而增加了角果皮光合面積，為種子發育提供了更多的光合産物，進而導致種子粒重增加。
