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水稻长日照开花因子Lfm1的图位克隆

2021-01-22陈冰陈国鑫张治国

生物技术通报 2021年1期
关键词:水稻

陈冰 陈国鑫 张治国

(中国农业科学院生物技术研究所,北京100081)

水稻(Oryza sativaL.)是我国主要的粮食作物,提高水稻粮食产量是农业科研中最主要的目标之一[1]。抽穗期(开花时间)与地区适应性以及产量密切相关,是受遗传和环境影响的最大的性状之一[2]。适度地调节水稻材料的开花时间将有助于充分利用当地的温度和光照条件,进而提高水稻产量[3]。

水稻属于短日照开花植物,在长期驯化过程中,逐渐从短日照向长日照、低纬度向高纬度繁衍,水稻已进化出适应长日照条件下的开花调控途径。水稻成花素两个基因RFT1与Hd3a,在水稻中也是关系最近的同源基因,但是RFT1在长日照下起作用,而Hd3a却在短日照行使功能。目前,已鉴定一些长日照的开花调节因子SDG724、EHD4、DTH2等。SDG724编码组蛋白甲基转移酶,通过调控MADS50和RFT1位点的H3K36me2/3甲基化水平,影响“MADS50/MADS51-Ehd1-Hd3a/RFT1”途径,促进水稻开花[4]。Ehd4基因编码一个水稻特有的CCCH类锌指蛋白,该基因通过诱导Ehd1调节成花素基因Hd3a和RFT1的表达从而控制抽穗[5]。DTH2是一个位于水稻第2染色体的在长日照下促进水稻抽穗的微效QTL,编码一个CONSTANS类似蛋白,其表达受时钟节律调控,DTH2 通过诱导成花素基因Hd3a和RFT1的表达而促进水稻抽穗,且独立于已知的Hd1和Ehd1起作用[6]。值得一提的是,突变体rid1在中日照、短日照和长日照条件下均不开花,始终停留在营养生长阶段,Rid1基因编码Indeterminate domain(IDD)转录因子成员[7]。虽然鉴定了一些影响水稻长日照的开花基因如SDG724、RFT1、EHD4、DTH2,但是对挖掘水稻长日照开花基因还十分有限。

本课题组前期开展了长日照条件下光周期突变体的筛选,获得了一批与长日照相关的突变体。……

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