中国农大团队发现提高水稻穗粒数和粒重，并增加水稻产量新基因
时间： 2023-06-02 点击次数：次 作者：
来源：植物科学最前沿
中国农大水稻研究中心在水稻产量性状研究上再次取得重要进展——他们发现了一个调控水稻产量的关键基因COG1 (编码转录因子OsMADS17)，该基因能协同提高水稻穗粒数和粒重，并增加水稻产量。相关研究成果日前在《自然-通讯》（Nature Communications）以研究论文的形式在线发表，题目为“OsMADS17 simultaneously increases grain number and grain weight in rice”。
在水稻驯化和改良的过程中，提高水稻产量始终是人们不断追求的目标。然而，穗粒数和粒重之间的相互拮抗关系一直是制约水稻产量进一步提高的关键因素。为了克服这一制约因素，研究人员以粳稻品种C418及其与江西东乡普通野生稻所构建的渗入系8IL73为研究材料，利用图位克隆的策略，鉴定到一个同时调控水稻穗粒数和粒重的关键基因COG1（CONTROL OF GRAIN YIELD 1），该基因位于第4染色体长臂末端，编码转录因子OsMADS17。在栽培稻中，OsMADS17的5'UTR缺失65-bp使其mRNA的翻译效率降低，导致水稻穗粒数增多，粒重增加，产量提高。进一步的分子生物学实验表明OsMADS17直接正调控OsAP2-39的表达，及OsMADS17的表达直接受OsMADS1的正调控。这些结果表明OsMADS1-OsMADS17-OsAP2-39共同参与到了水稻产量相关性状的调控网络当中。在栽培稻中下调OsMADS17或OsAP2-39的表达水平，均能同时增加穗粒数和粒重，并提高产量。研究结果为解析水稻产量相关性状的分子基础提供了新的思路，并为培育高产水稻新品种提供了新策略。
中国农大已毕业博士研究生李元杰为该论文的第一作者，孙传清教授和孙红荧副教授为通讯作者。湖南杂交水稻研究中心吕启明副研究员和清华大学谢道昕教授课题组参与了研究工作。研究得到了国家自然科学基金，中国农业大学“2115人才培育发展支持计划”，湖南省科技创新计划项目的资助。
论文链接：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10227085/