近日，中科院合肥研究院智能所吳躍進(jìn)研究員課題組在水稻脆稈基因調(diào)控產(chǎn)量性狀機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展，為“谷草兼用”品種培育提供重要的基因資源，相關(guān)成果已被Frontiers in Plant Science接收發(fā)表。

　　水稻產(chǎn)量是最重要的性狀之一，籽粒大小是調(diào)控產(chǎn)量性狀的關(guān)鍵因子。科研團(tuán)隊(duì)利用離子束誘變獲得的一個(gè)水稻小粒突變體lgw，基因克隆表明lgw是脆稈基因BC12的新等位變異。BC12通過調(diào)控細(xì)胞壁纖維素合成產(chǎn)生脆稈性狀，但是如何參與水稻籽粒大小的調(diào)控目前還未報(bào)道。研究發(fā)現(xiàn)lgw突變位點(diǎn)位于BC12的核定位信號(hào)區(qū)段，影響其核定位。過表達(dá)該基因可顯著增加粒長和千粒重。LGW/BC12通過直接結(jié)合粒長基因GW7的啟動(dòng)子并調(diào)控其轉(zhuǎn)錄，從而影響籽粒大小。LGW/BC12—GW7作用途徑的發(fā)現(xiàn)為細(xì)胞壁合成與產(chǎn)量形成機(jī)制解析奠定基礎(chǔ)。

　　水稻脆稈性狀有利于秸稈還田和高效利用。BC12是一個(gè)典型的脆稈基因，突變后會(huì)導(dǎo)致脆稈表型，但是lgw突變體秸稈脆性不明顯，推測LGW/BC12在調(diào)控細(xì)胞壁合成和籽粒大小依賴于其不同的生物學(xué)功能。因此，該研究進(jìn)一步揭示了LGW/BC12一因多效的分子機(jī)制，為“谷草兼用”水稻品種培育提供重要的理論支撐。

　　該研究得到國家自然科學(xué)基金，中科院青促會(huì)、合肥研究院院長基金等項(xiàng)目的支持。

　　文章鏈接：https://doi.org/10.3389/fpls.2022.997624 

　　圖1  lgw表型分析

　　圖2  LGW調(diào)控粒型的機(jī)制解析