超级稻粒宽粒重基因调控产量机理获揭示

近等基因系的表型和产量。水稻地图

最近，中国水稻研究所水稻基因组模块创新团队在《新植物学家》在线发表了最新研究成果。本研究克隆了水稻粒宽和粒重的QTL/基因，并进行了功能分析，为阐明水稻粒形遗传调控机制和高产分子育种奠定了基础。

此前，科学家已经克隆了一些控制水稻籽粒大小的重要基因/QTL，但水稻粒形和粒重调控的分子机制尚不清楚。水稻育种家利用谷粒大小的自然变异来提高水稻产量和品质，但是只有少数谷粒形状控制基因的等位变异可以被广泛使用。

研究人员利用先前构建的超级杂交稻“两优培九”重组自交系和高分辨率遗传图谱，检测出粒宽3 QTL，粒重2 QTL。随后，研究人员采用了一个大规模的BC4F2群体，并绘制了一个粒宽和粒重的QTL图——QTGW2，编码细胞数调节因子OsCNR1。

结果表明，亲本培矮64S等位基因在孕穗期颖壳中的转录水平显著高于93-11等位基因，颖壳细胞数量显著减少。TGW2基因的启动子区是导致表达差异的关键位点。TGW2与调节细胞周期KRP1的基因组相互作用，负向调节水稻粒宽和粒重。

将93-11等位基因tgw2导入培矮64s背景，在不影响其他农艺性状的情况下，可提高产量12.3%。对具有广泛代表性的水稻种质资源的序列分析表明，TGW2基因启动子区的关键位点是属于aus水稻的培矮64s等位基因，表明该基因是经过育种驯化的。

该研究不仅有助于揭示水稻乃至禾本科作物籽粒大小的遗传调控机制，而且为水稻高产优质育种提供了新的基因资源，可加速超级稻育种的应用。

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/nph.16540