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水稻粒长调控分子机制被破解

中国农业科学院中国水稻研究所超级稻种质创新团队与中国科学院遗传与发育生物研究所等单位最新合作研究发现，水稻染色体拷贝数变异可调控水稻的粒长和品质，为水稻粒形的分子设计和高产优质水稻新品种培育奠定了基础。近日，国际著名学术期刊《自然—遗传学（Nature Genetics）》在线发表了这一研究成果。

水稻粒形是衡量稻米外观品质的主要指标，同时也是影响水稻产量性状的重要因素之一，因此成为重要的水稻育种农艺性状。我国水稻分籼、粳两个亚种，粳稻主要分布在北方稻区以及南方长江流域稻区的晚稻，粒形均为短圆状；籼稻主要分布在南方稻区，中晚稻均为长粒形。如何改良稻米的外观品质，提高稻米的商品价值，是育种家和稻米生产企业的共同目标。

与绝大多数圆粒粳稻不同的是，美国长粒粳稻米粒细长有光泽，对其粒形调控基因的克隆和功能研究有助于高产优质水稻新品种的培育。研究团队通过精细定位将美国长粒粳稻携带的粒长调控基因—GL7 基因位点定位在水稻7 号染色体上一个20.4kb 的区间内（该区间包含两个基因）。进一步的遗传学研究发现，在大多数美国长粒粳稻品种中，GL7 位点发生了17.1kb 的DNA 大片段串联重复，这一基因组结构变异导致了GL7 基因表达量的上升，同时还引起了其临近的负调控因子表达的下调，引起粒长增加，垩白度和垩白率降低，从而显著改善稻米外观品质，揭示了美国长粒粳稻粒长复杂而精确的遗传调控机制。

对普通粳稻与籼稻的比较研究发现，在粳稻中与GL7 临近的负调控因子能够抑制GL7 的表达，而在籼稻中GL7 临近的负调控因子功能丧失，对GL7 表达的抑制减弱。转基因研究结果显示，过表达GL7 基因在籼稻中出现了比粳稻中更为明显的表型。将美国长粒粳稻GL7 基因位点通过分子标记导入普通水稻品种中可以显著改善稻米外观品质而不影响产量。

（中国农科院网）

浙江省在水稻遗传重组研究领域取得重要进展

近日，中国水稻研究所王克剑研究员在水稻遗传重组研究领域取得重要进展，相关研究成果于近期在线发表在《分子植物（Molecular Plant）》上。

在作物种间和种内蕴藏着大量的优良性状基因，但这些优良基因的转移通常会受到有限的遗传重组频率以及不良基因连锁的影响。

联会复合体是在真核生物减数分裂期在同源染色体之间形成的复杂蛋白结构。在多个模式生物中的研究表明，该结构蛋白的完全突变会导致遗传重组频率的降低。研究团队通过对水稻联会复合体的弱等位突变体研究表明，联会复合体蛋白的部分突变可以将遗传重组频率平均提高至野生型中的1.8 倍左右，其中在重组冷点处的提高幅度尤为明显。在突变体中遗传干涉的强度与野生型相比也显著降低，表明联会复合体这一真核生物保守蛋白结构极有可能参与遗传干涉现象的形成。前期研究表明在水稻中至少存在2 类重组方式，其中一类有相互干涉（I 型重组交换），而另一类则没有相互干涉（II 型重组交换）。通过进一步的遗传分析以及细胞学观察揭示在突变体中增加的遗传重组主要通过I 型遗传重组途径形成。

（浙江省科技厅网）

土壤微生物多样性维持机制被揭示

中国科学院南京土壤研究所褚海燕课题组以安徽省农业科学研究院砂姜黑土长期施肥试验为研究平台，利用高通量测序技术研究了不同施肥措施对砂姜黑土细菌群落结构与多样性的影响。长期单施化肥导致了土壤细菌群落结构的显著改变与多样性的大幅降低；粪肥的添加极大地缓解单施化肥对细菌群落的不利影响，而秸秆的添加对细菌群落的影响较小。粪肥主要通过改变土壤环境（如pH）来影响土壤细菌群落，而不是由于粪肥带入的外源细菌（主要为动物肠道微生物）对土壤的直接输入。这些结果表明，有机粪肥与化肥的联合施用能促进土壤微生物群落结构的稳定与多样性的维持，为保持土壤生物活性、提升土壤生产力提供了基础。该成果近日在《Soil Biology &Biochemistry 》在线发表。

（中国科学院网）