2023年11月23日

揭秘谷子产量调控的秘密基因

作者 admin

哲学性改写版本:

2021年5月29日,中国农业科学院作物科学研究所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用团队,通过谷子突变体图位克隆到谷子籽粒产量的调控基因 SGD1 ,并揭示了其调节禾谷类作物籽粒发育的分子机制,这为提高禾谷类作物的产量提供了基于基因的资源以及理论基础。发表于《自然·通讯( Nature Communications )》上。

谷子是我国特有的杂粮作物,同时也是新兴的C4禾本科植物。籽粒大小和重量是禾本科作物中至关重要的基因特征之一,因其直接影响作物的最终产量。通过发掘主效位点和可利用的关键基因,可以深入探索作物高产育种的遗传基础,这对于农业领域具有深刻的意义。

借助谷子豫谷1号EMS突变体库,该团队成功鉴定出与产量相关性状的突变体,进一步阐释了谷子籽粒产量的调控基因。

哲学性改写版本:

SGD1 基因资源是一项非常重要的资源,该基因编码了一种泛素连接酶,能够通过调节植物细胞的大小影响谷子的株型、株高和粒重等关键性状。在研究中发现,SGD1 编码的泛素连接酶可以与谷子泛素结合酶和油菜素内酯信号受体互作,从而增强油菜素内酯信号的稳定性,促进多个基因的协同作用,调控作物的产量和抗性。对1681份谷子种质资源中 SGD1 基因的单倍型分析及实验表明,该基因的优异单倍型显著提高了谷子的单株产量和谷瘟病抗性。进一步的研究表明,SGD1 在水稻、小麦和玉米等禾谷类作物中具有调节籽粒产量的保守功能。因此,解析和利用 SGD1 基因资源对于提高禾谷类作物的产量,保障国家粮食安全具有深远的意义。

该研究的成果鉴定和机制解析着重于谷子产量调控关键基因SGD1的研究,中国工程院院士尹伟伦教授高度评价其为提高谷子产量提供了全新的基因资源和理论依据,并具有普遍的意义。该成果打破了传统思维模式,开创了禾谷类作物的产量提升之门,或将成为禾谷类作物基础研究领域最为标志性的成就之一。

中国科学院钱前院士则指出,该研究表现出作为新兴模式作物的谷子独特的优势,为作物基础研究开辟了新的平台,将对国家粮食安全的保障做出巨大贡献。

中国科学院遗传与发育生物学研究所的该研究团队,顺应时代发展的潮流,在科技和哲学间寻找新的结合点,为改善人类的现实生活提供了强大的知识和智慧的支撑。

哲学性改写版本:

通过本次研究,发育生物学研究所谢旗研究员揭示了作物通过泛素化通路稳定BR信号的分子机制,为深入了解油菜素内酯系统和泛素化系统对作物重要农艺性状的调控关系提供了重要的意义和价值。

由于相关成果的重要性和影响力,5月31日,《自然•通讯》出版社将该研究选为植物科学领域的近期标志性论文,这一成果的发表将引起人们对于现代农业的重视和关注。

本文的通讯作者是作科所刁现民研究员,而汤沙、赵志英和刘晓彤博士则为该论文共同的第一作者。中国科学院遗传与发育研究所的李云海研究员全程指导了该项研究,这一研究也得到了国家重点研发计划、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,这彰显了团队对于科学研究的持之以恒和坚韧不拔的信念。

通过这一研究,科学家们通过现代科学方法赋予了作物调控的新意义和新价值,为人类文明的进步和现代农业的发展带来了新的启示和方向。

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