水稻理想株型基因克隆與作用機理解析獲進展

　　水稻株型是決定水稻產量的主要因素之一，也是決定抗倒性的主要農藝性狀，水稻理想株型的塑造是提高水稻產量的重要途徑。控制水稻理想株型的主基因IPA1 (Ideal Plant Architecture 1) 編碼一個含SBP-box的轉錄因子，參與調控多個生長發育過程。我國近些年培育的很多超級稻品種都具備理想株型特征，然而其分子遺傳調控機制一直沒有得到挖掘。中國科學院遺傳與發育生物學研究所李家洋研究組與中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所何祖華研究組等合作，在水稻理想株型優異等位位點克隆及精細調控機理研究中取得新進展。

　　利用超級稻品種甬優12的原始育種品系，通過圖位克隆的方法，克隆了調控株型的主效位點qWS8/ipa1-2D，該位點位于IPA1基因上游的一段大片段三元串聯重復序列，這一基因組結構變異導致了IPA1啟動子區甲基化水平降低，IPA1基因表達量上升，從而使植株出現理想株型的表型，并同時具有適當的分蘗數。根據基因組重測序結果，推測該新位點大約上世紀60年代起源于我國東南沿海。進一步研究表明，IPA1對株型有著精細的劑量調控效應，利用IPA1的不同等位位點，實現IPA1的適度表達是形成大穗、適當分蘗和粗稈抗倒理想株型的關鍵。利用ipa1（現定名為ipa1-1d ）及ipa1-2d 新位點，與嘉興農科院合作育成了嘉優中科系列品種，增產效果顯著，實現了超級稻新品種的分子設計育種。該研究為今后水稻理想株型的分子設計育種提供了重要遺傳資源和技術途徑，并為進一步解析水稻株型精細調控機理和水稻新品種設計培育奠定了基礎。

　　上述研究成果于3月20日在《自然-通訊》（Nature Communications）雜志在線發表（doi:10.1038/ncomms14789），上海生科院植生生態所何祖華研究組畢業博士生和植物逆境中心李建明研究組博士后張林與遺傳發育所李家洋研究組副研究員余泓為該論文的共同第一作者，何祖華和李家洋為共同通訊作者。該研究得到了農業部轉基因專項、國家重點研發計劃、中科院先導項目和國家自然科學基金項目的資助。