從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所獲悉，由中國(guó)農(nóng)科院副院長(zhǎng)王漢中研究員領(lǐng)銜的油菜遺傳改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)最新研究發(fā)現(xiàn)，油菜A9染色體上ARF18基因（一種調(diào)控生長(zhǎng)素反應(yīng)基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子）的變異可調(diào)控粒重，且不改變角粒數(shù)，從而對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生影響。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為油菜高產(chǎn)品種的分子設(shè)計(jì)和培育奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，ARF18基因成為國(guó)際上通過(guò)圖位克隆獲得的第一個(gè)多倍體作物產(chǎn)量基因，為小麥、棉花等其它重要多倍體作物產(chǎn)量基因克隆提供了借鑒。相關(guān)成果于8月31日在線(xiàn)發(fā)表于國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)科學(xué)院院刊（PNAS）》。

    糧油等主要農(nóng)作物的價(jià)值70%來(lái)源于種子，種子產(chǎn)量的遺傳改良一直是作物研究的重點(diǎn)，其功能基因克隆也是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。而種子產(chǎn)量是由多基因控制的數(shù)量性狀，特別是重要多倍體作物如小麥、油菜、棉花等，其基因組非常復(fù)雜，種子產(chǎn)量基因的圖位克隆一直未能獲得突破。雖然國(guó)際上很多團(tuán)隊(duì)在10余年前就獲得了不少甘藍(lán)型油菜的粒重主效QTLs，但此前未見(jiàn)其粒重基因被圖位克隆的報(bào)道。

    該團(tuán)隊(duì)利用千粒重差異顯著的甘藍(lán)型油菜品系z(mì)y72360和R1以及關(guān)聯(lián)群體，通過(guò)連鎖分析、關(guān)聯(lián)分析、親本序列比對(duì)和轉(zhuǎn)基因驗(yàn)證，最終確定ARF18是調(diào)控粒重和角果長(zhǎng)度的目標(biāo)基因，該基因的過(guò)量表達(dá)可使粒重變異15%，而角粒數(shù)保持不變。研究表明，ARF18具有轉(zhuǎn)錄抑制活性。

    種子是子代，角果皮是母體器官，該團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，種子粒重表型主要受母體基因型調(diào)控。由于角果皮的光合產(chǎn)物為種子中后期發(fā)育提供主要碳源，研究人員結(jié)合基因表達(dá)模式和轉(zhuǎn)錄組分析認(rèn)為，油菜zy72360的ARF18功能喪失導(dǎo)致角果變長(zhǎng)，從而增加了角果皮光合面積，為種子發(fā)育提供了更多的光合產(chǎn)物，進(jìn)而導(dǎo)致種子粒重增加。

    該項(xiàng)研究成果是在科技部973和863項(xiàng)目、國(guó)家油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系以及中國(guó)農(nóng)科院創(chuàng)新工程的資助下完成的。劉靜和華瑋博士為該文章的共同第一作者，王漢中研究員為通訊作者。（通訊員 余波）