近日，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)李仕貴教授團(tuán)隊(duì)在中科院一區(qū)TOP期刊《作物學(xué)報（英文版）》（The Crop Journal）在線發(fā)表了題為《TAW1的自然等位基因有助于提高水稻的穗粒數(shù)和產(chǎn)量》（A natural allele ofTAW1contributes to high grain number and grain yield in rice）的研究論文。該項(xiàng)研究從構(gòu)建到發(fā)現(xiàn)再到如今的發(fā)表，歷時十二年。該研究中作者通過QTL定位，鑒定到一個已克隆穗粒數(shù)基因TAW1的自然等位基因，對育種利用具有重要的價值。

 

　　穗粒數(shù)是直接決定水稻產(chǎn)量的因素之一，鑒定穗粒數(shù)相關(guān)基因或QTL位點(diǎn)對提高水稻產(chǎn)量具有重要意義。目前已經(jīng)有大量穗粒數(shù)相關(guān)基因被克隆，但是大多數(shù)基因是通過突變體材料進(jìn)行鑒定，難以直接在育種中利用。因此，發(fā)掘穗粒數(shù)相關(guān)基因的自然優(yōu)異等位基因具有重要意義。

 

　　該研究中作者利用重穗型雜交稻骨干親本蜀恢498（R498）為受體，一個穗更長的秈稻品種WY11327為供體構(gòu)建了一套染色體片段代換系，其中鑒定到一個穗長達(dá)38cm的代換系F771。通過構(gòu)建分離定位群體、遺傳分析、QTL-seq定位及候選基因分析，確定位于第10染色體的qPLN10（Panicle Length and Grain Number 10）的候選基因是已克隆的穗粒數(shù)基因TAW1。進(jìn)一步通過分子標(biāo)記篩選分離到該基因的近等基因系NIL-TAW1，與R498相比，NIL-TAW1穗長和穗粒數(shù)顯著增加，最終單株產(chǎn)量顯著增加（圖1），說明該基因的自然變異具有重要的育種利用價值。單倍型分析發(fā)現(xiàn)，該優(yōu)異單倍型Hap13主要存在于aus資源中，而在秈稻和粳稻中比例非常少（圖2），推測該優(yōu)異單倍型可能來源于aus,對指導(dǎo)改良秈稻和粳稻品種的穗長和穗粒數(shù)性狀，提高水稻產(chǎn)量具有重要意義。

 

　　袁華博士、碩士研究生許正艷和譚雪琴為本文共同第一作者，馬炳田教授和陳薇蘭博士為共同通訊作者。本研究得到國家轉(zhuǎn)基因科技重大專項(xiàng)子課題“新株型超級稻”秈稻品種的培育（2016ZX08001004-002）和國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目（2016YFD0100406）的資助。