超级稻为何超级？这个基因在作用

中新网3月23日电据中国农业科学院最新消息，中国水稻研究所千千院士与中国农业科学院农业基因组研究所共同克隆了水稻广粒重基因TGW2，并进行了功能分析，阐明了水稻粒形的遗传调控机制，为水稻高产分子育种奠定了基础。相关研究结果发表在《新植物学家》在线版上。

中国水稻研究所研究员、团队成员高振宇说，水稻产量主要由有效穗数、每穗粒数和粒重决定。稻米的粒形指标包括粒长、粒宽、粒厚和长宽比。前三者与粒重密切相关，也影响稻米的外观品质和商业价值。尽管已经克隆了一些控制水稻籽粒大小的重要基因，但调控水稻粒形和粒重的分子机制仍不清楚。因此，有必要克隆新的水稻粒宽和粒重基因，以促进水稻籽粒大小的分子机理研究和水稻高产优质育种。

在前期构建的超级杂交稻“两优培九”重组自交系和高分辨率遗传图谱的基础上，该研究组检测到3个控制粒宽的遗传位点和2个控制粒重的遗传位点，并克隆了一个控制粒宽和粒重的基因TGW2，该基因编码一种细胞数调节剂。结果表明，亲本培矮64S在孕穗期颖壳中的等位基因转录水平显著高于另一个亲本93-11，颖壳细胞数量显著减少。进一步研究发现，TGW2蛋白与调节细胞周期的KRP1蛋白相互作用，并负责调节水稻的粒宽和粒重。将93-11等位基因导入培矮64s背景，在不影响其他农艺性状的情况下，可提高产量12.3%。

在分析了来自世界各地具有广泛代表性的水稻种质资源的基因序列后，该团队推测培矮64s等位基因首先出现在印度和孟加拉国，然后传播到中国和其他邻国，并揭示了该基因被选择用于育种和驯化。