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万建民课题组在PNAS杂志发表光周期调控水稻开花最新研究成果
发布人: 发布日期: 2014-11-07 浏览次数:
近日，我校万建民教授课题组在光周期调控水稻开花研究领域又取得新进展。11月5日，美国科学院院报《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》（IF=10.727）在线出版了题为“Days to heading 7, a major quantitative locus determining photoperiod sensitivity and regional adaptation in rice”的相关研究成果。该研究成功克隆了调控水稻光周期响应的主效基因位点DTH7，这是该团队继2013年发表DTH2基因（PNAS）和Ehd4基因（PLOS genetics）之后又一新的研究发现，不仅进一步完善了光周期影响水稻开花的调控网络，同时也为通过分子设计育种改良水稻生育期奠定了基础。本文以高赫、金铭捺和郑晓明为共同第一作者，万建民教授为通讯作者。
水稻属高温短日照作物，它能响应外界不同的光周期或温度，表现出开花时间（又称抽穗期）的变异，因此开花时间是决定水稻品种地区与季节适应性的重要农艺性状。在育种研究中，具有广适性和高产的品种是育种成功的关键，开花时间对两者的形成都至关重要。不仅如此，由于水稻籼、粳交存在超亲晚熟的现象，极大地制约了籼粳亚种间杂种优势的利用。为了选育广适性的水稻品种，解决籼粳交超亲晚熟的难题，万建民教授团队长期致力于水稻抽穗期研究，旨在挖掘重要的光周期响应基因，解析水稻响应不同光周期的内在机制，为育种生产奠定理论基础。
在前期研究中，该团队已成功克隆光周期响应基因DTH8和DTH2等，并克隆了促进开花基因Ehd4。本研究首先证实了在不同的自然环境下，水稻的产量与开花时间呈现正相关。随后，通过图位克隆的方法获得一个新的响应光周期且提高产量的基因位点DTH7，该基因编码PRR（pseudo-response regulator）蛋白。在长日照条件下，该基因作用于光敏色素PhyB的下游，通过抑制下游Ehd1基因的表达来下调成花素Hd3a/RFT1的表达，从而延迟开花。在不同的光周期环境下，DTH7以及Ghd7和DTH8的不同单倍型组合与水稻品种的抽穗期及产量之间存在显著关联。这些研究结果不仅解析了光周期调控机制的基础科学问题，更为如何培育出适应不同环境条件的高产水稻品种提供了理论指导。
相关链接：www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1418204111
水稻属高温短日照作物，它能响应外界不同的光周期或温度，表现出开花时间（又称抽穗期）的变异，因此开花时间是决定水稻品种地区与季节适应性的重要农艺性状。在育种研究中，具有广适性和高产的品种是育种成功的关键，开花时间对两者的形成都至关重要。不仅如此，由于水稻籼、粳交存在超亲晚熟的现象，极大地制约了籼粳亚种间杂种优势的利用。为了选育广适性的水稻品种，解决籼粳交超亲晚熟的难题，万建民教授团队长期致力于水稻抽穗期研究，旨在挖掘重要的光周期响应基因，解析水稻响应不同光周期的内在机制，为育种生产奠定理论基础。
在前期研究中，该团队已成功克隆光周期响应基因DTH8和DTH2等，并克隆了促进开花基因Ehd4。本研究首先证实了在不同的自然环境下，水稻的产量与开花时间呈现正相关。随后，通过图位克隆的方法获得一个新的响应光周期且提高产量的基因位点DTH7，该基因编码PRR（pseudo-response regulator）蛋白。在长日照条件下，该基因作用于光敏色素PhyB的下游，通过抑制下游Ehd1基因的表达来下调成花素Hd3a/RFT1的表达，从而延迟开花。在不同的光周期环境下，DTH7以及Ghd7和DTH8的不同单倍型组合与水稻品种的抽穗期及产量之间存在显著关联。这些研究结果不仅解析了光周期调控机制的基础科学问题，更为如何培育出适应不同环境条件的高产水稻品种提供了理论指导。
相关链接：www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1418204111