華中農大PLOSGenet發表水稻研究成果

　　分蘗角度（tiller angle）是植物結構的關鍵組成部分，對糧食產量有很大的影響。然而，基于自然選擇分離出來可用于改善水稻結構的分蘗角度相關基因很少。11月4日在國際學術期刊《PLOS Genetics》發表的一項研究中，來自華中農業大學的研究人員，通過全基因組關聯研究，確定了7個常見的分蘗角度相關QTLs，包括以前報道過的重要基因TAC1。

　　這項研究的通訊作者是華中農業大學國家植物基因研究中心和作物遺傳改良國家重點實驗室的邢永忠教授，其于1999年獲華中農業大學生物化學和分子生物學專業博士學位；1999.7-至今華中農業大學生命科學技術學院教師。2003-2006年丹麥皇家農業科學研究院博士后。目前主要在水稻數量性狀特別是產量性狀的遺傳基礎和分子基礎解析方面開展工作。近5年來在Nat Genet、Annu Rev Plant Biol、BMC plant biol、Theo Appl Genet、BMC Genet、Genome等SCI刊源雜志上發表論文多篇。

　　近期，華中農業大學國家植物基因研究中心和作物遺傳改良國家重點實驗室，相繼取得了一系列重要研究成果。今年，9月13日，華中農業大學作物遺傳改良重點實驗室主任張啟發院士帶領的課題組，與美國亞利桑那州大學的研究人員，在Nature旗下的開放獲取雜志《Scientific Data》發表的一項研究中，用PacBio的long read測序數據和Illumina雙末端測序數據，構建了兩個秈稻參考基因組。

　　10月份，華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室羅杰教授帶領的研究小組，通過比較全基因組關聯分析，對水稻種子代謝與農藝性狀的遺傳基礎進行了深入研究，發現并驗證了多個新的控制水稻種子代謝物含量的候選基因。這一研究成果公布在10月4日的Nature Communications雜志上。

　　最近，張啟發院士與武漢大學的研究人員合作，分離出了一個抗褐飛虱基因BPH9，并表明該基因位點的等位基因已被廣泛應用于水稻育種，使水稻生產免遭大量的褐飛虱（BPH）損傷。相關研究結果發表在10月24日的《PNAS》雜志。

　　分蘗角度是理想植物結構的一個最重要的組成部分，可以大大提高水稻籽粒產量。了解分蘗角度的遺傳基礎，并挖掘有利的等位基因，將有助于培育新的植物品種。在《PLOS Genetics》發表的這項新的研究中，研究人員進行了全基因組關聯研究（GWAS），使用兩個環境中的529個不同水稻品種（包括295個秈稻和156個粳稻品種），來確定控制分蘗角度的相關基因。

　　該研究小組確定了7個常見的數量性狀位點（QTL），包括先前報道的主要基因TAC1——在兩個環境中，分別在海南和武漢確定了10個和13個獨特的QTLs。在秈稻中確定的QTL比粳稻中多，三個主要的QTLs（qTA3, qTA1b/DWARF2 (D2)和qTA9c/TAC1）被固定在粳稻中，而在秈稻中卻是分離的，這說明在秈稻中觀察到的變異比粳稻中更為廣泛。

　　在秈稻和粳稻亞群之間，研究人員沒有發現共同的QTLs。3號染色體上的qTA3候選基因的突變分析，發現了一個新基因，TAC3基因編碼一個保守的假設蛋白，控制著分蘗角度。TAC3傾向于在分蘗基部優先表達。除了先前描述的表型異常之外，ebisu dwarf（d2）突變體表現出降低的分蘗角度。核苷酸多樣性分析表明，TAC3、D2和TAC1已在粳稻馴化過程中經歷了選擇。單倍型分析確定了TAC3、D2和TAC1有利基因，這可用于培育具有理想結構的植物。總之，這兩個亞群之間的分蘗角度有著不同的遺傳基礎，新基因TAC3與TAC1、D2以及這項研究中新發現的其他基因，控制著水稻分蘗角度。