水稻LVPA4基因提升稻米產(chǎn)量和品質(zhì)

　　近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所水稻分子設(shè)計(jì)技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與相關(guān)單位合作，從新的視角揭示了水稻單個(gè)產(chǎn)量基因通過(guò)源、庫(kù)、流性狀協(xié)調(diào)作用增加水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的調(diào)控機(jī)理，為水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種提供理論支持。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生理（Plant Physiology）》上。

 

　　水稻產(chǎn)量的提高過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是源、庫(kù)、流性狀的遺傳改良與其平衡關(guān)系不斷建立的過(guò)程。源主要是指水稻劍葉和倒二葉，庫(kù)主要指每穗粒數(shù)和粒重，流主要是指連接源和庫(kù)的穗頸維管束大小和數(shù)量，源、庫(kù)、流性狀與產(chǎn)量呈顯著的正相關(guān)。克隆控制水稻流性狀的重要基因，揭示水稻流性狀的調(diào)控機(jī)理，對(duì)水稻超高產(chǎn)育種具有重要的指導(dǎo)意義。然而，控制水稻穗頸大維管束韌皮部面積基因的克隆卻少有報(bào)道。

 

　　研究人員克隆到了一個(gè)控制水稻穗頸大維管束韌皮部面積性狀的基因LVPA4，該基因與窄葉基因NAL1等位。該基因的突變體與其對(duì)照植株相比，顯著增加了穗頸大維管束韌皮部面積（約12.7%）、每穗總粒數(shù)（約17.2%）、每穗實(shí)粒數(shù)（約22.5%）、劍葉面積、葉面積指數(shù)以及抽穗期莖鞘非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的含量，導(dǎo)致源、庫(kù)、流性狀的協(xié)同提高。試驗(yàn)表明，該突變體在小區(qū)試驗(yàn)中稻谷產(chǎn)量增幅7.6%～9.6%，同時(shí)源中光合作用的產(chǎn)物包括前期貯存在莖稈中的非結(jié)構(gòu)碳水化合物通過(guò)流性狀充分運(yùn)送到籽粒中，籽粒特別是穗基部的籽粒充實(shí)度好，從而改善了稻米品質(zhì)。該研究表明LVPA4單個(gè)基因通過(guò)源、庫(kù)、流性狀的協(xié)調(diào)作用，同時(shí)提高了水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)，在水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種中具有應(yīng)用價(jià)值。

 

　　該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、海南崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目的支持。

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiac461