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分蘗是影響水稻與小麥等主要農作物穗數多少並進而影響單産的重要農藝性狀之一,是高等植物在生長髮育過程中形成的一種特殊的分枝特性。由於水稻的大部分營養器官如葉片、分蘗和根系都是在這個時期形成的,因此分蘗期是水稻生長髮育過程中的重要時期。
中科院遺傳所李家洋院士領導的研究人員通過與中國水稻研究所等單位的緊密合作,對水稻分蘗這一重要農藝性狀進行了深入的分子遺傳學研究。粳稻品種的天然單稈突變體monoculm1(MOC1),完全喪失了分蘗能力,只具有一個主莖稈。遺傳分析表明,該突變體是由單個核基因的隱性突變造成的,而且是一個前所未知的控制水稻分蘗的遺傳位點。水稻分蘗是一個複雜的基因表達調控過程。根據MOC1在分蘗芽形成和伸長兩個階段都起重要作用和MOC1蛋白質屬於GRAS家族轉錄因子的事實,MOC1很可能是這一過程中的關鍵調控因子。
水稻分蘗控制基因MOC1的克隆是近年來在植物形態建成特別是側枝形成研究領域中最重要的進展之一,受到國內外的廣泛關注。在《Nature Reviews/ Genetics》為此而刊登的專門評論中,稱水稻MOC1基因及其在蕃茄和擬南芥中的同源基因LS和LAS為株型建成的關鍵因子, 並預言這些基因將成為植物遺傳與發育研究領域中的熱點。2003年4月10日出版的英國《自然》雜誌也詳細介紹這一成果。這是我國科學家獨立完成的生命科學基礎理論原始論文,標誌著我國在水稻功能基因研究領域取得重要突破。作為水稻分蘗的關鍵調控因子,MOC1基因為採用基因工程技術培育高産水稻品種奠定了重要基礎。
中國網 2004年3月22日