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王汉中院士团队揭示油菜产量性状调控新机制

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  日前,中国农业科学院油料作物研究所油菜遗传改良创新团队首席科学家王汉中院士带领科研人员揭示了油菜种子重量的母体调控新机制,为油菜产量性状改良提供了新的理论和途径。相关研究成果发表在《植物生物技术(Plant Biotechnology Journal)》上。

  种子重量是油菜产量的重要构成因子,前人对植物种子重量的研究主要集中在种子本身,如种胚和胚乳,而母体植株如何影响种子的重量尚不清楚。为此,该团队研究人员从油菜核心种质中挑选代表性的极端大粒和极端小粒品系进行遗传分析,首次发现母体基因型对油菜种子重量贡献率高达93%,占主导地位。这一现象颠覆了过去的潜在认知。在此基础上,团队利用极端大粒、极端小粒品系从遗传、形态、细胞、生理生化和分子水平进行了系统的比较分析,发现这些油菜品系携带有两个控制角果皮(母体器官)长度的主效基因位点,它们通过调控下游角果发育相关基因的表达,影响角果长度及其光合作用面积,进而影响光合产物的积累及转运储存,最终影响种子填充、大小和重量。

  小麦、水稻和玉米等主要农作物光合产物主要来自于叶片,而在油菜中角果皮则是后期光合产物和种子填充以及重量形成的主要物质来源。因此,从某种意义上来说,该研究开辟了植物种子重量研究的一个新领域。这是王汉中院士团队自2012年报道油菜角果皮光合速率以母体效应方式调控种子含油量以来的又一重要原创性成果,丰富和完善了植物主要种子性状的母体调控理论。(通讯员 邹仕乔)

  原文链接:https://doi.org/10.1111/pbi.13011

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