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张红生教授课题组研究新成果有望推进水稻超高产育种进程
发布人: 发布日期: 2012-12-14 浏览次数:
12月12日，美国科学院院报PNAS在线发表了我校作物遗传与种质创新国家重点实验室张红生教授课题组的最新研究成果“Rare allele of OsPPKL1 associated with grain length causes extra-large grain and a significant yield increase in rice”（doi/10.1073/pnas.1219776110）。该文以beat365平台为第一署名单位，我校博士研究生张晓军为第一作者，张红生教授为通讯作者。
粒长是水稻重要的农艺性状，不仅与水稻外观品质有关，更重要的是关系到水稻的粒重和产量。张红生课题组从超大粒品种N411（千粒重约72g）中鉴定和克隆了一个控制水稻粒长的主效QTL位点qGL3。qGL3编码一个具有Kelch结构域的PP2A蛋白磷酸酶，被命名为OsPPKL1。研究结果表明OsPPKL1是水稻粒长的负调控因子，突变或缺失OsPPKL1基因的水稻籽粒会显著变长。利用近等基因系对qGL3生物学功能研究发现：qgl3通过加快颖壳细胞的纵向分裂速度，在颖壳的纵向上形成更多的细胞而引起籽粒变长的，qgl3也可以增加子房的伸长速度和籽粒的灌浆速度。将qgl3导入高产水稻品种93-11，田间试验结果表明，在不显著改变株高、分蘖数、穗粒数、抽穗期和垩白率等其他农艺性状的情况下，通过增加粒长引起的粒重增加提高产量大约16.20%。利用93-11NIL-qgl3与多个两系不育系配置杂交稻，处于杂合状态的qgl3可以提高产量约10.12%~13.48%。
qGL3的克隆不仅有助于阐明水稻粒形形成的分子基础，还将推进水稻超高产育种的进程。本项目与中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国水稻研究所合作完成，得到了“863”计划和国家自然科学基金的资助。
粒长是水稻重要的农艺性状，不仅与水稻外观品质有关，更重要的是关系到水稻的粒重和产量。张红生课题组从超大粒品种N411（千粒重约72g）中鉴定和克隆了一个控制水稻粒长的主效QTL位点qGL3。qGL3编码一个具有Kelch结构域的PP2A蛋白磷酸酶，被命名为OsPPKL1。研究结果表明OsPPKL1是水稻粒长的负调控因子，突变或缺失OsPPKL1基因的水稻籽粒会显著变长。利用近等基因系对qGL3生物学功能研究发现：qgl3通过加快颖壳细胞的纵向分裂速度，在颖壳的纵向上形成更多的细胞而引起籽粒变长的，qgl3也可以增加子房的伸长速度和籽粒的灌浆速度。将qgl3导入高产水稻品种93-11，田间试验结果表明，在不显著改变株高、分蘖数、穗粒数、抽穗期和垩白率等其他农艺性状的情况下，通过增加粒长引起的粒重增加提高产量大约16.20%。利用93-11NIL-qgl3与多个两系不育系配置杂交稻，处于杂合状态的qgl3可以提高产量约10.12%~13.48%。
qGL3的克隆不仅有助于阐明水稻粒形形成的分子基础，还将推进水稻超高产育种的进程。本项目与中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国水稻研究所合作完成，得到了“863”计划和国家自然科学基金的资助。