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作科所在水稻穗顶部小花退化分子机制研究中取得重要进展

  近日,中国农业科学院作物科学研究所万建民院士领衔的水稻功能基因组学研究团队,揭示了水稻穗顶部小花退化的遗传和分子机理,研究论文“OsALMT7 Maintains Panicle Size and Grain Yield in Rice by Mediating Malate Transport”于 Plant Cell 期刊上在线发表。

  在水稻、玉米、小麦、谷子等作物的产量形成过程中,穗顶部小花退化对最终的产量形成有重要影响。穗顶部小花退化主要由品种特性决定,同时也受低温和肥水等环境胁迫的影响,是水稻生产中的重大问题。目前,关于水稻穗顶部小花退化的遗传和分子机制的研究知之甚少。

  该研究利用一个穗顶部小花退化突变体 paab1-1 ,经细胞学分析发现穗顶部退化是发生在幼穗伸长后期的一个程序性细胞死亡过程。控制穗顶部小花退化的是位于第2染色体 OsALMT7 基因发生碱基突变导致的。 OsALMT7 编码一个具有转运苹果酸功能的质膜蛋白。苹果酸的积累在突变体小穗中呈梯度减少,外源补充苹果酸能恢复突变体顶部小穗的正常表型。本研究探明了苹果酸抑制水稻穗顶部退化和OsALMT7转运苹果酸在水稻幼穗发育过程中起作用的分子机制。研究结果初步揭示了水稻穗顶部退化的遗传和分子机理,为高产品种选育以及在生产上避免因穗顶部退化引起的减产提供了理论基础。

  中国农业科学院作物科学研究所为第一完成单位,作科所衡月芹博士、吴传银研究员和中国农业大学龙雨博士为文章共同第一作者,水稻功能基因组学研究团队万建民院士与程治军研究员为共同通讯作者。本研究得到了“十三五”国家重点研发计划,转基因重大专项和国家自然科学基金重大研究计划的资助。

  原文链接:

  http://www.plantcell.org/content/early/2018/04/02/tpc.17.00998



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