近日，國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊（Nature Communications）》將中國(guó)農(nóng)科院作物科學(xué)研究所刁現(xiàn)民團(tuán)隊(duì)完成的最新研究論文遴選為植物科學(xué)領(lǐng)域的近期標(biāo)志性論文。該研究發(fā)掘出谷子籽粒產(chǎn)量關(guān)鍵基因SGD1，并揭示了其調(diào)控禾本科作物籽粒大小的分子機(jī)制。
谷子由青狗尾草馴化而來(lái)，其籽粒產(chǎn)量的提高是谷子馴化選擇及遺傳改良中的重大研究問(wèn)題。近半個(gè)世紀(jì)來(lái)，在全球育種家的共同努力下，水稻、小麥、玉米等主糧作物籽粒產(chǎn)量提升了約4-8倍，但是谷子等雜糧作物產(chǎn)量的育種進(jìn)步和遺傳基礎(chǔ)研究相對(duì)落后，對(duì)谷子遺傳改良過(guò)程中所選擇的位點(diǎn)或基因也知之甚少。因而，發(fā)掘谷子主效位點(diǎn)和可被育種利用的關(guān)鍵基因，對(duì)于探索作物高產(chǎn)育種的遺傳基礎(chǔ)具有重要意義。
該科研團(tuán)隊(duì)歷時(shí)9年時(shí)間，通過(guò)谷子突變體圖位克隆并解析發(fā)現(xiàn)，SGD1編碼一個(gè)泛素連接酶，能夠通過(guò)和油菜素內(nèi)酯信號(hào)受體互作，增強(qiáng)該信號(hào)通路的穩(wěn)定性進(jìn)而調(diào)節(jié)植物細(xì)胞大小，影響谷子的株高、粒重和株型等多個(gè)關(guān)鍵農(nóng)藝性狀。
研究發(fā)現(xiàn)，該基因的優(yōu)異單倍型，能夠顯著提高谷子單株產(chǎn)量及谷瘟病抗性，且SGD1在水稻、小麥和玉米等禾谷類(lèi)作物中具有保守的調(diào)控作物籽粒產(chǎn)量的功能。
相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜乙恢抡J(rèn)為，該研究發(fā)揮了谷子作為新興模式作物應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)，筑起作物基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的新平臺(tái)。解析和利用SGD1基因資源，對(duì)提高禾谷類(lèi)作物產(chǎn)量、保障國(guó)家糧食安全具有重要意義。
