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gy_xmc2015銅蟲 (小有名氣)
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左建儒、李家洋聯(lián)合綜述：水稻復(fù)雜農(nóng)藝性狀的分子解析
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水稻復(fù)雜農(nóng)藝性狀的分子解析 http://nsr.oxfordjournals.org/content/1/2/253.full http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201481414463489134269.shtm 由中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋院士擔(dān)任通訊作者，左建儒博士為共同作者的綜述文章“水稻復(fù)雜農(nóng)藝性狀的分子解析：近幾年中國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)研究成果”（http://nsr.oxfordjournals.org/content/1/2/253.full）在《國家科學(xué)評(píng)論》發(fā)表。 水稻既是超過全球半數(shù)以上人口的主要食糧，也是單子葉植物的一種模式物種。近年來，中國科學(xué)家在水稻生物學(xué)問題上取得快速而重要的進(jìn)展。本文概要綜述了這些進(jìn)展，并重點(diǎn)介紹影響水稻產(chǎn)量及品質(zhì)等復(fù)雜農(nóng)藝性狀分子解析的研究成果，其中包括水稻的株型形成、根發(fā)育與養(yǎng)分、葉片發(fā)育、抽穗和穗發(fā)育、育性和籽粒形成、落粒性、籽粒品質(zhì)、抗生物逆境和非生物脅迫等方面的分子機(jī)制、同時(shí)還涵蓋水稻基因組的結(jié)構(gòu)、進(jìn)化和調(diào)控等方面的最新進(jìn)展。 第一，在水稻發(fā)育生物學(xué)方面獲得重大突破。水稻株型主要由每株分蘗數(shù)、分蘗角度和株高等因素決定。MOC1、LAX2、TAD1、OsMADS57、D27、IPA1/WFP、LAZY1、LPA1、PROG1和BC12/GDD1等基因的分離和鑒定為解析水稻株型形成的分子機(jī)制奠定了重要基礎(chǔ)（圖1）；SLL1/RL9、OsCslD4、 LIC1、DLT、XIAO、OsGSR1、ILA1、LC2和NAL1等基因是葉型（包括葉片大小、形狀和莖葉夾角）調(diào)控的重要基因，它們決定植株的光合效率和種植密度；OsRAA1、OsORC3、OsPHR2、LTN1、OsPHF1和OsMYB2B-1等基因參與根發(fā)育和養(yǎng)分利用的調(diào)控；開花時(shí)間（抽穗期）調(diào)節(jié)的關(guān)鍵基因RID1、Ghd7、DTH2、Ehd4、DTH8、EL1、ETR2、LC2、EG1、CFO1、OsMADS15、OsMADS1、DEP1、EP2和Gn1a等也得到詳細(xì)闡述；而Ghd7、SP1和OsARG基因參與穗發(fā)育的調(diào)控。 第二，在生殖生物學(xué)方面，CRC1、PAIR3、MER3、ZEP1、ZIP4、OsSGO1、HEI10和OsCOM1等基因參與減數(shù)分裂過程的調(diào)控，CSA和PSS1參與雄配子發(fā)育調(diào)控，TDR、EAT1和API5參與絨氈層細(xì)胞發(fā)育調(diào)控，MTR1在孢子體和生殖細(xì)胞之間的互作起至關(guān)重要的作用，WA352、ORFH79、RF5和ORF5等基因參與育性調(diào)控。 第三，籽粒大小和形狀是禾本科作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要決定因素，其調(diào)控基因有GS3、GS5、GW2、GW5、GW8、qGL3/qGL3.1、PHD1、GIF1和OsMADS29等。SHA1控制水稻落粒性。Waxy、ALK、RSR1和FGR等基因控制籽粒品質(zhì)。 第四，在抗生物逆境和非生物脅迫等方面，OsMPK6、C3H12、XA13、GH3-8、NLS1、PIK-1、PIK-2、LYP4、LYP6、OsBBI1和BPH14等基因參與對(duì)水稻與病原菌之間的互作；SKC1、DST、OsSKIPa、DSM1、OsSIK1、DSM2、OsbZIP23、OsbZIP46、ABL1和OsTRXh1等基因參與水稻對(duì)逆境的調(diào)控。 最后，通過對(duì)517個(gè)水稻地方品種的測(cè)序，發(fā)掘出大約360萬個(gè)單核苷酸多態(tài)性；對(duì)粳稻亞種14種農(nóng)藝性狀全基因組關(guān)聯(lián)分析鑒定出三分之一以上的表型差異；對(duì)全世界950個(gè)水稻品種的全基因組關(guān)聯(lián)分析鑒定出32個(gè)與開花時(shí)間相關(guān)的位點(diǎn)和10個(gè)與籽粒性狀相關(guān)的位點(diǎn)。 在過去的幾年里，中國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)共分離和鑒定了140多個(gè)水稻重要農(nóng)藝性狀基因，并在其分子調(diào)控機(jī)理上取得了突破性進(jìn)展。研究成果為建立水稻復(fù)雜農(nóng)藝性狀的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以及新一代的超級(jí)水稻分子設(shè)計(jì)育種提供了極其重要的理論依據(jù)。 |
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2016-01-20 16:05:10, 539.47 K
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