本報訊(記者趙廣立 通訊員余波)由中國農科院油料所研究員王漢中領銜的油菜遺傳改良創新團隊發現,油菜A9染色體上ARF18基因變異可調控粒重,且不改變角粒數,從而對產量產生影響。這項發現為油菜高產品種的分子設計和培育奠定了基礎。同時,ARF18基因成為國際上通過圖位克隆獲得的第一個多倍體作物產量基因,為小麥、棉花等其他重要多倍體作物產量基因克隆提供了借鑒。相關成果日前在線發表于美國《國家科學院院刊》。
王漢中團隊利用千粒重差異顯著的甘藍型油菜品系zy72360和R1以及關聯群體,通過連鎖分析、關聯分析、親本序列比對和轉基因驗證,最終確定ARF18是調控粒重和角果長度的目標基因。該基因的過量表達可使粒重變異15%,而角粒數保持不變。研究表明,ARF18是調控生長素反應基因表達的一種轉錄因子,具有轉錄抑制活性。
該團隊還發現,種子粒重表型主要受母體基因型調控。由于角果皮的光合產物為種子中后期發育提供主要碳源,研究人員結合基因表達模式和轉錄組分析認為,油菜zy72360的ARF18功能喪失導致角果變長,從而增加了角果皮光合面積,為種子發育提供了更多的光合產物,進而導致種子粒重增加。
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