我院李自超和张洪亮教授研究团队在稻种资源新基因发掘方面再获新进展 | |||||||
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我院李自超教授研究团队的张洪亮副教授与中科院植物研究所的何振艳研究团队等合作,发掘了一个参与水稻籽粒镉积累的重要新基因,并阐明了其自然功能变异在籼粳两个亚种的分化及其参与水稻籽粒中镉积累的调控模式,为改良稻米镉积累提供新的基因源和理论基础。该研究以“Variation of a major facilitator superfamily gene contributes to differential cadmium accumulation between rice subspecies”为题,于2019年6月12日发表于世界著名学术期刊《Nature Communications》(https://www.nature.com/articles/s41467-019-10544-y)。中科院植物研究所的闫慧丽博士、许文秀工程师和我校谢建引博士为共同第一作者,中科院植物研究所的何振艳副研究员和我院张洪亮副教授为通讯作者。 水稻是全球最重要的粮食作物之一,近些年环境污染导致的稻米重金属超标问题严重威胁人类的健康和粮食安全。镉(Cadmium, Cd)是毒性最强的重金属之一,在土壤中具有较强的化学活性,易被植物所吸收。阐明水稻镉吸收、积累的机理,对选育降低镉污染的水稻新品种,保障粮食安全具有重要意义。该研究基于水稻微核心种质的全基因组关联分析检测到12个镉积累相关QTL,结合GO和酵母转化分析,筛选并克隆了一个参与根系Cd吸收和种子中Cd积累的新基因OsCd1。该基因属于MFS超家族转运蛋白,其中的错义突变Val449Asp是籼稻和粳稻籽粒中Cd积累差异的主要原因。粳稻中的等位基因OsCd1V449可降低籽粒中Cd的积累,而籼稻99%的基因型为高镉基因型OsCd1D449。而且,该等位基因在驯化前已经在野生稻中存在分化,低镉基因型主要存在于中国为主的偏梗野生稻。可见,粳稻的低镉等位基因OsCd1V449可作为改良籼稻品种籽粒中Cd积累的重要基因源。 李自超教授研究团队长期开展稻种资源基因组学和分子育种研究,近期,在基于稻种资源及多组学高效发掘水稻复杂性状新基因方面取得多项重要进展,先前已克隆了包括耐冷、产量和抗旱等多个重要农艺性状新基因,对相关性状的分子机理解析和分子育种具有重要理论意义和应用价值。 水稻研究中心供稿 |
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