揭秘谷子产量神秘基因终于现世

关键基因SGD1。我们通过研究谷子突变体并运用图位克隆技术,成功获得了SGD1的序列信息,并揭示了其在禾谷类作物籽粒发育中的分子调控机制。这项研究成果已被在线发表于《自然·通讯(Nature Communications)》杂志上,为提高禾谷类作物产量打下了坚实的理论基础并为相关育种工作提供了重要的基因资源。

 

我国的谷子是一种特有的杂粮作物,同时也是新兴模式植物中的C4禾本科作物。就整个禾本科作物而言,豆粒重量和籽粒大小都是影响最终产量的重要因素。因此,探寻主要功能位点以及可用于育种利用的关键基因对于进一步揭示作物高产育种的遗传机制具有十分重要的意义。

在我们的研究中,通过利用谷子豫谷1号EMS突变体库,并鉴定出产量相关性状的突变体,我们发掘出可调节谷子籽粒产量的关键基因SGD1。这一突破性研究的成功离不开基因图位定位技术,我们成功获取到了SGD1序列信息,并揭示了其在禾谷类作物籽粒发育中的分子调控机制。由此,我们为进一步提高禾谷类作物产量打下了坚实的理论基础,并且为相关育种工作提供了重要的基因资源。

通过我们的研究,我们获得了一项极其重要的资源——SGD1基因。该基因编码的泛素连接酶能够调节植物细胞大小,从而影响到谷子株高、粒重和株型等多个关键农艺性状。我们的研究表明,SGD1编码的泛素连接酶能够与谷子泛素结合酶以及油菜素内酯信号受体互作,稳定了多个基因共同作用的油菜素内酯信号,从而促进了作物产量和抗性的提高。

我们针对1681份谷子种质资源进行了单倍型分析和实验,发现优异单倍型的SGD1基因极大地提高了谷子单株产量和谷瘟病抗性。进一步的研究结果还证明,SGD1基因在水稻、小麦和玉米等禾谷类作物中同样具有保守的调控作物籽粒产量的功能。因此,对于保障国家粮食安全、提高禾谷类作物产量,解析和利用SGD1基因这一重要资源具有着至关重要的实用意义。

同时,我们利用了一张相关图片,这张图片解释了SGD1基因的重要作用。图片来源于中国农业科学院。

  我非常高兴地宣布,我们的研究团队在谷子产量调控关键基因 SGD1 的鉴定及机制解析方面取得了极为重要的成果。我们的研究为提高谷子产量提供了全新的基因资源和重要的理论依据,对整个禾谷类作物的产量提升具有普遍意义。我非常感激中国工程院院士尹伟伦教授及中国科学院钱前院士对这一成果的高度评价。他们认为,我们的研究体现了谷子作为新兴模式作物的优势,筑起了作物基础研究领域的新平台,为保障国家粮食安全做出了贡献。 我们的研究团队一直致力于解析作物高产优质的调控机制,SGD1基因的鉴定和机理解析是我们最新的重要成果。我们利用1681份谷子种质资源对SGD1基因进行了单倍型分析和实验,发现优异单倍型的SGD1基因显著提高了谷子单株产量和谷瘟病抗性。而进一步的研究结果还证明,SGD1基因在水稻、小麦和玉米等禾谷类作物中同样具有保守的调控作物籽粒产量的功能。 我们非常感激中国农业科学院提供的相关图片,该图片非常生动地阐明了SGD1基因在作物产量调控方面的重要作用。我们相信,通过我们的研究,我们能够为禾谷类作物产量的提升和国家粮食安全作出更多的贡献。我很骄傲地宣布,我们的研究团队在作物油菜素内酯系统和泛素化系统对重要农艺性状调控关系的分子机制研究中取得了重要突破。我们的研究首次报道了作物中通过泛素化通路稳定BR信号的分子机制,这对深入认识作物油菜素内酯系统和泛素化系统的调控关系具有重要意义。我们非常感谢发育生物学研究所谢旗研究员对我们的研究进行了高度评价。 我们的研究团队有多位成员参与了这项研究。作科所刁现民研究员是本文通讯作者,汤沙、赵志英和刘晓彤博士是该论文的共同第一作者。中国科学院遗传与发育研究所李云海研究员全程指导了该项研究。在国家重点研发计划、国家自然科学基金杂粮专项、国家谷子高粱产业体系和中国农业科学院创新工程等项目的资助下,我们完成了这项重要的研究工作。 我们非常高兴地得知,5月31日,《自然•通讯》出版社将该论文遴选为植物科学领域的近期标志性论文。这充分说明了我们的研究成果在该领域的重要性和影响力。 最后,我们欣喜地分享了该研究的文章链接,希望更多的科研人员和读者能够了解我们的研究成果: https://www.nature.com/articles/s41 。