本報(bào)訊 （記者黃哲雯）記者從中國農(nóng)科院獲悉，其旗下水稻研究所超級(jí)稻種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物研究所等單位最新合作研究發(fā)現(xiàn)，水稻染色體拷貝數(shù)變異可調(diào)控水稻的粒長和品質(zhì)，為水稻粒形的分子設(shè)計(jì)和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻新品種培育奠定了基礎(chǔ)。
水稻粒形是衡量稻米外觀品質(zhì)的主要指標(biāo)，同時(shí)也是影響水稻產(chǎn)量性狀的重要因素之一，因此成為重要的水稻育種農(nóng)藝性狀。不同消費(fèi)者對于谷物形狀的偏好也有很大不同。近年來隨著稻米市場的開放，對優(yōu)質(zhì)米的要求不僅要求口味適合，而且要求外形美觀。因此，如何改良稻米的外觀品質(zhì)，提高稻米的商品價(jià)值，成為育種家和稻米生產(chǎn)企業(yè)的共同目標(biāo)。
與絕大多數(shù)圓粒粳稻不同的是，美國長粒粳稻米粒細(xì)長有光澤，對其粒形調(diào)控基因的克隆和功能研究有助于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻新品種的培育。研究團(tuán)隊(duì)通過精細(xì)定位，將美國長粒粳稻攜帶的粒長調(diào)控基因——GL7基因位點(diǎn)定位在水稻7號(hào)染色體上一個(gè)20.4kb的區(qū)間內(nèi)。進(jìn)一步的遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)美國長粒粳稻品種中，GL7位點(diǎn)發(fā)生了17.1kb的DNA 大片段串聯(lián)重復(fù)，這一基因組結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致了GL7基因表達(dá)量的上升，同時(shí)還引起了其臨近的負(fù)調(diào)控因子表達(dá)的下調(diào)，引起粒長增加，堊白度和堊白率降低，從而顯著改善稻米外觀品質(zhì)，揭示了美國長粒粳稻粒長復(fù)雜而精確的遺傳調(diào)控機(jī)制。
有趣的是，研究發(fā)現(xiàn)美國長粒粳稻品種曾被引入日本，但是通過遺傳交換丟失該區(qū)域17.1kb 的串聯(lián)重復(fù)序列的品種（如關(guān)東146等）表現(xiàn)出短圓粒的表型,而我國廣東的優(yōu)質(zhì)秈稻品種（粵豐等）品質(zhì)好的重要原因是由于其同時(shí)聚合了GL7和GS3優(yōu)勢位點(diǎn)。這一結(jié)果揭示了調(diào)控水稻重要農(nóng)藝性狀的基因拷貝數(shù)變異如何在育種過程中被選擇和利用提供了重要例證。
