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我院与江苏省农科院在水稻抽穗期调控的研究中取得新进展

编辑:崔文杰 时间:2021年10月28日 07:53 访问次数:

近日,我院与江苏省农业科学院联合培养的硕士研究生李斌在RICE期刊在线发表了题为“Efficient Breeding of Early-Maturing Rice Cultivar by Editing PHYC via CRISPR/Cas9”的研究结果。李斌为第一作者,江苏大学为第一单位,江苏省农科院粮食作物研究所杨杰研究员为通讯作者。(https://doi.org/10.1186/s12284-021-00527-3

抽穗期是水稻重要的农艺性状之一,决定着水稻的季节、区域适应性以及产量。适宜的抽穗期是水稻稳产高产的保障。因此,深入认识水稻抽穗的分子机理,实现对水稻生育期的适度调控,对水稻育种具有重要的理论指导意义。

光敏色素是水稻中唯一的红光和远红光感受器。光敏色素编码基因PHYC作为水稻光敏色素基因家族之一,不仅在水稻幼苗的去黄化、叶绿素含量和第二叶的夹角的调节中发挥重要作用,还参与水稻抽穗期、幼苗节间长度、株高、穗型和粒型的调节。

研究团队以优质晚粳水稻品种南梗46为背景,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除了PHYC并成功筛选得到两个PHYC敲除株系。在剔除外源基因后,通过两年的连续农艺性状观测,发现其抽穗期提前7天左右,株高、分蘖数和穗型与野生型南粳46相比没有明显差异。在粒型上,粒长略微增加,粒宽和粒厚无明显变化。由于抽穗期的提前,突变体在灌浆期的整体温度高于野生型,与野生型相比,突变体的精米外观透明度下降,垩白和垩白率有所增加,说明灌浆期的温度对稻米外观品质影响较大。对食味品质指标中胶稠度和直链淀粉含量的测定,发现早熟株直链淀粉含量略有降低,其胶稠度没有变化,说明食味品质没有发生变化。


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