鲲鹏:巨型稻种质的诞生

近日,中国水稻研究所钱前院士团队成功鉴定到一个正向调控水稻籽粒大小和粒重的新基因“鲲鹏”,创制出了超大粒水稻新种质资源。这一发现为水稻高产育种提供了坚实的理论基础与优异的种质资源。相关研究成果在线发表在《科学通报(Science  Bulletin)》上。

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据2023年联合国粮农组织报告,目前全球仍有约7亿人面临饥饿。为保障粮食安全,高产育种仍是现代水稻科研创新的关键领域,特别是超大粒种质资源的挖掘对于提高水稻单产有着举足轻重作用。

研究人员在籼稻蜀恢527(SH527)中筛选出独特籽粒突变体_kp_,经遗传学分析,发现_kp_序列在_Os07g33660_基因的第二个外显子中发生C到T的转换,导致丙氨酸(Ala)替换为缬氨酸(Val)。研究证实,_Os07g33660_即为_KP_基因,其编码含ankyrin重复序列的蛋白,该基因家族具有多种功能,如信号转导、应激响应和免疫调节等。通过遗传互补测试验证了_KP_基因对谷物大小和重量的积极影响。

在籼稻与粳稻中过表达新基因“鲲鹏”,均表现出籽粒粒长、粒宽及千粒重的显著提高,其中千粒重增幅更是高达30%~40%。相反,该基因敲除后,籽粒大小及千粒重显著下降,确认了“鲲鹏”在籽粒大小和粒重中的正向调控作用。有趣的是,对粒重的正调控作用仅发生在利用“鲲鹏”内源启动子对其进行过表达,而组成型启动子过表达时粒重未改变,表明“鲲鹏”对粒重的正调控作用需要其适当的动态表达,而并非持续性高表达。

此外,研究人员还对_KP_基因的自然变异进行了分析,发现不同单倍型的_KP_基因在谷物大小和重量上存在显著差异,Hap1(粳)和Hap2(籼)单倍型在谷物大小和重量上具有优势。_KP_基因在籼稻和粳稻驯化过程中受到选择,其2-kb启动子区域的核苷酸多样性显著降低,固定指数(Fst)值超过基因组阈值。这表明_KP_基因单倍型与谷物大小和重量之间存在强关联,为水稻种业提供了新的种质资源和基因靶点。

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碎碎念:

如今种质资源、基因位点也得起个牛逼的名字。不飞则已,一飞冲天,不鸣则已,一鸣惊人。尤其是在国际竞争激烈的今天,鼓励一切自主创新国产化,科研、期刊也不例外,要懂一点学术之外的东西。

想好了,如有机会下次克隆个基因,名为kun,厉不厉害你giegie~

posted @ 2025-06-15 20:47  生物信息与育种  阅读(12)  评论(0)    收藏  举报