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科学家发现“绿色革命”基因的分子基础及推动杂交小麦育种的关键基因

据英国洛桑试验站(Rothamsted Research)2月9日报道,英国科学家发现“绿色革命”基因(矮杆小麦Rht基因)产生的生长抑制蛋白,此蛋白可抑制小麦茎秆生长,造成植株矮化,显著提高抗倒伏能力,大幅度提高小麦产量。早在19世纪60年代,科学家就培育出了矮秆小麦,20多年前就已经发现了突变矮秆基因可通过产生异常蛋白质来抑制茎的生长。在高秆小麦中,这些蛋

  白质会被赤霉素(GA3)分解,促进植株生长,而矮秆品种中Rht基因对GA3不敏感,导致茎秆变矮。半个多世纪以来,一直未能发现降低株高关键基因(Rht-1)所产生的蛋白。此次研究小组不仅描述了该蛋白的特性,而且还发现这些蛋白在植物不同部位的含量不同,这导致不同的植物器官对GA3表现出不同的敏感性,所以带有“绿色革命”矮化基因的小麦,茎高有所下降,但是没有表现出更强的谷粒休眠性。该研究成果是对“绿色革命”等位基因分子机理研究的一个根本性的进步,可帮助科研人员克服广泛使用的“绿色革命”等位基因的缺陷,开发出具有穗发芽抗性等重要改良特性的新矮秆等位基因。

  根据西澳大学(UWA)2月16日报道,UWA和利马格兰(Limagrain)的研究人员发现Rf1、Rf3和Orf279三个关键基因可促进杂交小麦育种,培育出高产、耐病和环境耐受性更强的杂交小麦。其中Rf1和Rf3基因可开启花粉生产开关,恢复小麦育性;Orf279基因可切断花粉生产,导致植株不育。相关研究发表在自然通讯(Nature Communications)上。研究人员表示,这种对小麦不育性和育性恢复的遗传基础的新认识将推动有效杂交生产系统的发展,并将有助于加快大规模杂交小麦种子生产的发展。




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