水稻 (Oryza sativa) 是重要粮食作物之一,其产量与品质备受育种家关注。水稻粒形直接决定稻米产量和外观品质,是水稻育种中的重要靶标性状。水稻粒形是多基因控制的复杂农艺性状,尽管目前已有多个控制水稻粒形的基因被报道,但其遗传调控网络仍不清晰。

2022年2月10日,华南农业大学王少奎教授和张桂权教授团队在Journal of Genetics and Genomics在线发表题为“Natural variations in grain length 10 (GL10) regulate rice grain size”的研究论文。该研究揭示了GL10/OsMADS56通过促进细胞伸长正调控水稻粒长,为培育高产优质水稻品种提供了新的基因资源。

该研究利用水稻染色体单片段代换系筛选到一份籽粒变小材料,在此基础上采用图位克隆技术鉴定到位于水稻第10号染色体、主要控制水稻粒长的GL10,该基因编码一个MADS-box家族转录因子OsMADS56。来自粳稻的gl10第一外显子上一个长度为1019 bp的缺失导致该基因不表达,最终造成粒长变短;来自籼稻的GL10 能够显著促进粒长增加并促进水稻抽穗,在不影响其它农艺性状基础上同时提高稻米产量和外观品质。进一步研究发现,GL10可能通过影响赤霉素 (gibberellins, GA) 信号途径促进细胞伸长。该研究阐明了GL10调控水稻粒形分子机理,有助于人们深入理解水稻粒形遗传调控网络,为高产优质水稻设计育种提供了基因资源和重要思路。

岭南现代农业科学与技术广东省实验室/华南农业大学农学院博士后詹鹏麟为该论文第一作者,王少奎教授为通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金、岭南现代农业科学与技术双聘团队重大科技研究专项等资助。

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.j‍gg.2022.01.008