中国克隆野生稻“长寿”基因 “多年生水稻”有望成真
中国科学家历时多年持续研究,首次发现、定位并克隆了决定野生稻多年生习性的关键基因(俗称“长寿”基因),不仅揭开水稻驯化过程中“长寿”基因为何丢失等未解之谜,也让创制“多年生水稻”成为可能。
3月18日,研究团队向媒体科普解读本次重要研究进展,图为韩斌院士作成果介绍。(图/中新社)
这项为水稻品种多年生化改良及再生稻育种提供重要理论依据和基因资源的重要研究成果,由中国科学院分子植物科学卓越创新中心韩斌院士团队、王佳伟研究员团队合作完成,北京时间20日凌晨,相关论文以封面文章在国际学术期刊《科学》上线发表。
韩斌院士介绍,研究团队对446份野生稻资源进行系统分析发现,部分野生稻在种子成熟后未衰老死亡,而是通过“成花逆转”现象重新返回营养生长期,呈现出无性繁殖的多年生特性。通过构建染色体替换系及遗传学研究,团队利用精细图位克隆技术最终锁定该“长寿”基因——由两个串联排列的miRNA156基因(MIR156B和MIR156C)组成的EBT1基因座。
王佳伟研究员说,进一步研究发现,作为植物“年龄开关”的miR156基因调控着发育进程,EBT1基因的突变是导致水稻由多年生“长寿”植物变为一年生“短命”植物的导火索。分析显示,该基因区域在水稻驯化过程中受到人工选择,人类祖先在驯化水稻时可能不经意间“丢弃”了这一基因。
研究团队将EBT1基因与已知水稻匍匐基因PROG1和TIG1聚合,成功创制出具有强大无性繁殖能力的“类野生稻”植株。实验显示,该聚合材料在海南田间环境中可存活至少两年,表明通过杂交育种将野生稻型EBT1等位基因导入栽培稻背景,有望将多年生生长特性重新引入高产栽培稻,为“多年生水稻”育种和“一种多收”的再生稻改良提供宝贵遗传资源。
编辑:田共