水稻所定点编辑水稻产量性状基因取得新进展
查字典生物网
2016-10-07
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《植物学报（Journal of Integra.tive Plant Biology）》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(quantitative trait locus，QTL)的控制。目前已经有很多产量性状QTL被克隆研究，但是目前尚不清楚这些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。
沈兰博士和王春助理研究员为论文的共同第一作者。王克剑研究员、钱前研究员和扬州大学严长杰研究员为论文的共同通讯作者，浙江省农科院作核所张小明研究员提供部分水稻栽培品种。该项目得到中国农科院科技创新工程经费资助。
