偶看新闻2017好看的韩国r电影:张启发院士最新Nature Genetics 文章
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/05/02 10:04:06
张启发院士最新Nature Genetics 文章
阅读：66发布时间：2011-10-26
来自华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室和国家植物基因研究中心的研究人员日前成功克隆出正调控水稻粒重的数量性状基因GS5，并证实该基因在高产分子育种中具有广阔的应用前景。相关研究论文于10月23日在线发表于国际顶级遗传学杂志《自然遗传学》(Nature Genetics)上。
我国著名植物遗传和分子生物学家，华中农业大学作物遗传改良重点实验室主任张启发院士及华中农业大学何予卿教授为这篇文章的共同通讯作者。第一作者是张启发与何予卿教授共同指导的博士生李一博。
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种子大小是一个非常重要的产量性状、外观品质性状、作物驯化和人工育种的靶性状。多年来，科学家们一直致力于寻找控制粒重即种子大小的关键基因，以往已经克隆出的GS3、GW2和qSW5粒形基因均与粒形呈负相关，即较高的基因表达水平，种子大小反而随之下降。
在新研究中，华中农业大学研究人员克隆并鉴别了的一个种子大小的正调控因子GS5。研究人员证实较高的GS5表达水平可能参与促进细胞周期循环，加快细胞循环进程，从而促进水稻颖壳细胞的横向分裂，进而增大颖壳的宽度，继而加快谷粒的充实和胚乳的生长速度，最终增大种子的大小以及增加谷粒的重量和单株产量。大量的研究表明，在除了谷粒大小目标性状有差异，而遗传背景完全相同的两个遗传材料中，谷粒大的材料比谷粒小者含有较高GS5基因表达，大粒比小粒宽了8.7%、千粒重增加了7.0%、单株产量提高了7.4％。
随后他们又对来自亚洲不同地区的51份水稻品系进行GS5启动子比较测序，发现GS5在自然界主要有3种不同的组合方式，分别是GS5大粒单倍型、GS5中粒单倍型和GS5小粒单倍型，正好对应不同品系宽、中等宽和窄粒形等3组不同粒宽的性状。其中，GS5小粒单倍型是野生型，而GS5大粒单倍型是水稻驯化和育种过程中功能获得性的突变型。启动子镶嵌转化分析进一步表明，上述突变型的形成，取决于GS5启动子的自然变异。因此，GS5在水稻人工驯化和育种过程中起到了重要作用，并对水稻种子大小的遗传多样性贡献很大。
粒形作为水稻产量和外观品质的重大农艺性状，新研究为作物高产育种提供了具有自主知识产权和重要应用前景的新基因，为阐明作物产量和种子发育的分子遗传调控机理提出了新见解。
张启发院士课题组长期致力于水稻基因组研究，旨在通过植物基因组分析、重要基因的分离克隆、杂种优势的遗传和分子基础、作物品种资源的分子评估及应用分子生物学技术进行水稻改良。其课题组早在1997年就开始了对控制水稻粒形基因的研究，并且在2006年找到了控制水稻粒形的基因GS3。2008年再度发现并成功克隆的一个同时控制水稻株高、抽穗期和每穗粒数的基因Ghd7。张启发院士课题组长期以来对于GS5及以前克隆的Ghd7等一大批基因的研究，为通过生物技术进行改良来提高产量提供了新的可能。