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定点编辑水稻产量性状基因取得新进展
来源:     作者:      2016-10-08 13:03       

 

 中国水稻研究所王克剑研究团队、钱前研究团队与扬州大学严长杰研究团队合作进行数量性状基因(quantitative trait locus,QTL)编辑研究,发现水稻在不同遗传背景下进行QTL编辑会产生不同的产量变化。相关研究成果于9月18日在上在线发表。

在作物遗传改良中,产量是最重要也是最为复杂的性状之一,其受到大量数量性状基因的控制。目前已经有很多产量性状QTL被克隆研究,但尚不清楚这些QTL在不同的遗传背景下是否都可以显著提高作物的产量。该研究利用CRISPR/Cas9系统在5个广泛种植的水稻栽培品种中对产量性状QTL基因GS3和Gn1a 进行定点编辑,研究相同QTL在不同遗传背景下对产量的影响。通过QTL编辑在5个品种中一共创制出10个水稻新株系,表型研究发现:在不同品种中敲除GS3基因都可以增加籽粒大小,敲除Gn1a基因都可以增加主穗粒数,但最终单株产量却表现出相反的变化趋势:在10个新株系材料中,其中有3个表现为单株产量增加,7个表现为单株产量降低。

为解析QTL编辑导致不同产量变化的原因,研究人员将有效分蘖细分为有效大分蘖和有效小分蘖。进一步统计分析表明,QTL编辑导致了单株有效大分蘖数目的变化,而单株有效大分蘖数目的变化直接决定了最终单株产量的变化。由于单株产量不必然对应于群体产量,研究团队目前正对10个材料配套以不同的栽培措施,如适度密植控制有效小分蘖数量,筛选显著提高群体产量的株系。(来源:中国科学报 王方)