中國農業大學Nature子刊發表水稻研究新成果

　　來自中國農業大學的研究人員在新研究中，揭示出了水稻馴化過程中穗型進化的遺傳控制機制。相關論文“Genetic control of inflorescence architecture during rice domestication”發表在7月25日的《自然通訊》(Nature Communications)雜志上。

　　文章的通訊作者是中國農業大學植物生理與生物化學國家重點實驗室的孫傳清(Chuanqing Sun)教授。其主要從事水稻株型遺傳調控、野生稻優異基因克隆與利用、亞洲栽培稻進化分子機理等方面的研究工作。

　　穗型是決定糧食作物產量的一個重要的農藝學因子，因此是作物馴化和改良的一個主要目標。了解穗型的遺傳基礎不僅有助于闡明農作物進化機制，還可以提高農作物的糧食產量。

　　亞洲栽培稻((Oryza sativa L.)是最古老的馴化作物之一，養活了全球超過三分之一的人口。在水稻的馴化過程中，其形態學和生理性狀都發生了顯著的改變。近年來的研究揭示了大量控制水稻馴化性狀，如谷粒脫落、匍匐生長習性、果皮顏色和谷粒大小等的進化機制和遺傳因子。穗型由松散轉變為緊湊是水稻馴化過程中的一個關鍵事件。

　　普通野生稻(O. rufipogon Griff.)顯示典型的松散穗型，有利于其花粉的傳播和異花授粉，降低了病原體感染的風險，以維持高度遺傳多樣性，并能夠對自然生態環境產生適應性改變。與之相反，栽培稻穗型緊湊，更利于高密度種植以及提高收獲產量。栽培稻的這些特性可以提高糧食產量潛力，滿足人們的栽培需求。然而，目前對于水稻馴化過程中這種穗型轉變的分子機制尚不明確。

　　在這篇文章中，研究人員證實野生稻疏散的穗型受到一個顯性基因OsLG1的調控。從前的研究報道OsLG1是一個SBP結構域轉錄因子，控制了水稻葉舌的發育。通過關聯分析，研究人員證實OsLG1基因轉錄起始位點上游11kb 的順式調控區域中，一個單核苷酸多態-6(SNP6)導致了水稻馴化過程中栽培稻轉變為緊密的穗型，但卻沒有改變其在葉舌部位的表達，從而使栽培稻穗型緊湊，葉舌也能正常發育。

　　該研究結果表明，基因順式調控區能精細調控靶基因的空間表達，選擇順式調控序列變異可能是作物馴化的重要方式之一。新研究發現對于了解水稻的馴化機制，并在未來改良農作物的分子育種具有重要的意義。