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中日科学家同时发现控制水稻产量的基因
时间:2010-05-28 08:48:04来源:作者:王溧

  中日科学家同时发现控制水稻产量的基因。农业专家认为要避免全球粮食危机,到2050年全世界的粮食产量至少要翻一番。这样提高水稻的产量就显得尤为重要,因为大米几乎是全球一半人口的主要粮食。最近,两个研究组各自独立发现了一个水稻基因变种,可以有效的提高水稻产量10%。当然这只是在他们小量试验种植中测得的数据,还需要在证实他们的试验突破能在大片农田里奏效。

  两个研究小组分别通过对比不同的水稻品种,发现了能够影响水稻产量的基因。中国科学院遗传与发育生物学研究所的李家洋院士和他的同事发现了一个水稻品种,其茎干数和分蘖数减少,但是穗粒数和千粒重(以克表示的一千粒种子的重量)增加,同时茎秆变得粗壮,增加了抗倒伏能力。日本名古屋大学的芦苅基行(Motoyuki Ashikari)领导的研究小组利用日本国内普遍使用的“日本晴”和大米高产品种“ST-12”的水稻品种,通过调查染色体排列,发现12根染色体中,第8染色体上有增加抽穗数量的遗传基因。

  两个研究小组分别用两个水稻品种进行杂交,得到数千株水稻。然后通过分蘖数、穗粒数和千粒重这些产量指示数据比较他们这些后代的基因组,他们发现了一个名为OsSPL14的基因(也被称做IPA1)。他们分别发现了OsSPL14上的一个较小的变异或等位基因,在他们培育的杂交水稻上能够产生更少的分蘖数和更多的穗粒数。芦苅基行的研究小组发现把这个等位基因引入低产量的“日本晴”水稻,“日本晴”品种每株平均产米量为2200粒,植入该遗传基因后的“日本晴”的抽穗数量增加,产米量达到约3100粒,增加40%(但是穗粒数增加并等同于产量增加,产量是由重量来计算的。)李家洋的团队更进一步,在他们的小块试验田上测试得到具有这个等位基因的水稻与那些OsSPL14普通品种相比产量增加10%。芦苅基行表示他在完成他们的试验之前从未注意到李家洋团队的工作。经过两个研究小组确认,他们发现了相同的水稻基因,并同意同时提交他们的论文。《自然·遗传学》于5月23日在线分开报道了他们的成果。

  “这是非常漂亮的研究成果,他给我们带来了一个明确由基因控制的产量要素,”菲律宾国际水稻研究所的水稻遗传学家喜亮(Hei Leung)说。日本国家农业科学研究院的一个水稻遗传学家同样表示新发现的基因意义重大。但是他提醒说,为确定把这个等位基因大范围的应用在水稻栽培品种的效果,还有大量的研究工作要做。芦苅基行介绍说他的研究小组正在把OsSPL14等位基因和一个先前已验明的同样能够增加水稻产量的基因引入普通水稻品种。他希望能在5年内把这项成果应用到农田里。本文译自/《科学》 译/易言

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