万建民院士团队发现水稻关键基因调控穗粒数的分子机制

        万建民院士领衔的中国农业科学院作物功能基因组研究创新团队克隆了水稻穗粒数关键调控基因GNA，阐明了该基因通过与水稻穗型关键因子互作进而调控水稻穗粒数和产量的分子机制。相关研究成果在线发表在《植物细胞（The Plant Cell）》上。水稻是我国重要的粮食作物，穗粒数是水稻产量构成的三要素之一，挖掘穗粒数关键调控基因并解析其分子机制是突破水稻单产瓶颈的有效途径。该研究通过一个水稻穗型突变体克隆了控制穗粒数的重要基因GNA 。研究发现，在中花11、日本晴和宁粳3号等水稻品种中过表达该基因可显著增加植株穗粒数，较野生型单株产量提高10%以上。实验表明，GNA与水稻穗型关键因子DEP1互作，共同抑制细胞分裂素氧化还原酶的生成，通过促进细胞分裂素在穗部的积累从而增加穗粒数。研究人员进一步对777份水稻品种的单倍型分析发现，水稻品种中存在DEP1 和GNA 的优势联合单倍型。该研究阐明了水稻穗粒数关键调控基因GNA调控穗粒数增加的分子机制，为水稻遗传改良及分子设计育种提供了重要基因资源和理论基础。