南京農業大學PNAS克隆新基因

　　來自南京農業大學、中國農業科學院和中科院植物研究所的研究人員，在新研究中克隆出了一個水稻微效數量性狀遺傳基因座DTH2，并確定了其特征。相關論文在線發布在2月6日的《美國科學院院刊》(PNAS)上。

　　南京農業大學的萬建民(Jianmin Wan)教授和中國科學院植物研究所的葛頌(Song Ge)研究員是這篇論文的共同通訊作者。前者主要從事水稻的基因定位、克隆和品種選育研究。后者的研究興趣為植物分子系統學和分子進化，植物群體遺傳學和保護遺傳學及植物的物種形成和多倍體進化。

　　最佳的開花時間很大程度上影響了農作物對于局部環境和栽培地域擴張的良好適應，對于現代農業成功至關重要。光周期敏感性使得農作物能夠調整營養生長及生殖生長以適應局部氣候，被視為是決定開花時間，確保農作物適應特定生態條件和環境變化的最重要的因素。在最佳生長條件下，晚開花使得營養生長期延長，促使更多的資源得以蓄積和分配給種子繁殖，而在生長季節較短或不可預知的環境中早開花則更有利。在資源分配和避逆性之間做出權衡取舍對于農作物產量及質量尤其重要。

　　闡明植物局部適應的分子機制不僅吸引了植物生物學家和進化生物學家的興趣，它也是農作物育種家關心的熱點，其將為鑒別選擇靶基因提供有用的指導。近幾十年里，科學家們已經發現了幾個與局部適應有關的開花基因。然而，闡明開花時間控制的適應性遺傳變異及潛在的分子機制仍是一項具有挑戰的工作。

　　水稻(Oryza sativa L.)是一種起源熱帶的短日照植物，其現在北至中國55°N，南至智利36°S的廣泛地理范圍內均得到種植。作為世界各地數以十億人的主食，水稻成為了馴化和育種過程中自然或人工選擇的一個重要對象。水稻種植向北擴展至長日照環境中表明在水稻馴化和育種過程中，人們對于光周期基因進行了人為的選擇。

　　在這篇文章中，研究人員克隆出了一個在長日照條件下，促進抽穗的微效數量性狀遺傳基因座DTH2，并確定了其特征。研究人員證實DTH2編碼了一種 CONSTANS樣蛋白，通過誘導成花素(florigen)基因Hd3a和RFT1促進了抽穗，且其作用不依賴于已知的“成花素”基因Hd1和 Ehd1。此外，關聯分析和轉基因實驗確定了DTH2中的兩個功能性核苷酸多態性與亞洲北部自然長日照條件下抽穗早、生殖適應性提高有關。

　　研究人員結合群體遺傳學及網絡分析發現，DTH2有可能是在水稻馴化及/或改良過程中人類選擇以適應長日照條件的一個指標，表明了這一微效數量性狀基因座在農作物適應及多樣化中發揮了重要的作用，因此有可能成為農作物馴化和育種過程中進行人工選擇的一個重要靶標。