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研究前沿

中国科学家2篇Nature Genetics文章发布水稻研究重大成果

信息来源: 本站原创 发布日期: 2015-07-23 浏览次数:

        水稻育种专家们发现了构建出水稻良种的秘密,这有可能会让亚洲数百万人的早、中、晚餐得到改善。来自中国的两个分子遗传学家小组独立开展研究工作,发现了 一个控制稻米粒型和米饭口感的基因,并可在不牺牲作物产量的条件下对其进行选择。两篇研究论文发布在7月6日的《自然遗传学》(Nature Genetics)杂志上。       

        水稻育种专家们发现了构建出水稻良种的秘密,这有可能会让亚洲数百万人的早、中、晚餐得到改善。来自中国的两个分子遗传学家小组独立开展研究工作,发现了一个控制稻米粒型和米饭口感的基因,并可在不牺牲作物产量的条件下对其进行选择。两篇研究论文发布在7月6日的《自然遗传学》(Nature Genetics)杂志上。

        康奈尔大学水稻遗传学家Susan McCouch(未参与该研究)说:“其影响是极其巨大的。水稻育种界一直面对着这一问题——他们能够改善水稻的产量或是提高质量,但却几乎从来没有同时兼顾到两者。”

        在东南亚,高达76%的热量摄取来自稻米,精明的消费者知道在购买大米时要注意些什么。优质大米比较透明;有不透明白色斑点的则表明口感不良。对许多人来说,最好的大米米粒细长。“这种形状与质量相关,”其中一篇Nature Genetics论文的资深作者、中科院遗传学家傅向东(Xiangdong Fu)说。

        消费者愿意付出更多的钱来购买质量好的大米,使得一些国家的育种者们准备以牺牲产量为代价来构建出新的水稻品种。在印度人最喜爱的印度香米中一种谷粒改良基因使得产量下降了14%。但中国的农民往往会接受低质量来保持高产量。

        两篇研究论文确定了一个基因与细长的米粒形状以及降低垩白度有关联——可以利用它来培育出产量不受影响或很少影响的新水稻品系。

        改变形状

        这一基因可通过促进纵向细胞分裂超过横向细胞分裂,来诱导稻米形状发生根本改变。由于这一基因是显性基因,使得可以利用它来构建出杂交品种。而邻近的一个基因编码了一种参与将DNA转录为RNA的蛋白质,其抑制了这一效应,则可让其丧失功能。 
        McCouch说,这个故事中真相的英雄是育种专家。这一称作为GL7GW7的基因以高水平表达于两个美国水稻品种,以及一个新的中国水稻品系TaifengA中。“育种专家们已经完成了育种;他们不需要人们去完成分子遗传学工作。

        但现在既然发现了这一神奇的基因,也可以采用先进的工具来操控它。另一篇Nature Genetics论文的作者、中国农业科学院熊国胜(Guosheng Xiong)说:“在中国的市场上已有一些包含这些等位基因的水稻品种。而有了这方面的知识,我们可以将它导入一些味道和烹饪品质极佳但看上去不好的水稻 品种中。”

        尽管世界各地的主食大致相同,但各个国家对于稻米大小、形状和味道的偏好却差异很大。但不管当地的偏好如何,几乎没有人喜欢白垩。且垩白米也很容易断裂,会降低作物的价值,及农民们每年收获的稻米数量。

        傅向东说:“无论导入到什么水稻品系中,这一基因都将改善大多数中国稻米的外观和口感。它将变得更漂亮且口感更好。“这对于一个许多国民一日三餐都吃米饭的国家来说是一个不小的成就。将给世界上某些最贫困的人们带来快乐,”McCouch说。

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