方軍研究員團(tuán)隊(duì)在水稻早熟高產(chǎn)分子機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展
自上世紀(jì)70年代以來，隨著雜交水稻的技術(shù)體系逐漸成熟及在我國大面積的推廣應(yīng)用，極大解決了我國糧食安全問題。然而我國雜交稻早期存在“優(yōu)而不早，早而不優(yōu)”，即“高產(chǎn)不早熟，早熟不高產(chǎn)”的問題。培育的雜交組合一般生育期偏長，限制了優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)組合在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。因此，培育早熟高產(chǎn)水稻一直是育種學(xué)家的重要攻關(guān)方向。盡管在過去30年來育種學(xué)家們育成了許多早熟品種，在實(shí)踐育種中解決了雜交早稻“優(yōu)而不早，早而不優(yōu)”的技術(shù)難關(guān)，但是這些早熟高產(chǎn)的分子生理機(jī)制仍未得到解析。
東北地理所水稻分子育種學(xué)科組方軍研究員團(tuán)隊(duì)，通過和中科院遺傳發(fā)育生物學(xué)研究所、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)等多家單位聯(lián)合攻關(guān)，成功克隆了一個(gè)顯性早熟長鏈非編碼基因Ef-cd，深入揭示了Ef-cd基因調(diào)控水稻早熟的分子機(jī)制。該研究成果于2019年9月10日正式發(fā)表在美國科學(xué)院院刊PNAS上（https://www.pnas.org/content/116/37/18717），并作為同期亮點(diǎn)文章進(jìn)行推薦（https://www.pnas.org/content/116/37/18149），同時(shí)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)吳昌銀教授在植物學(xué)報(bào)（doi: 10.11983/CBB19163）進(jìn)行了熱點(diǎn)點(diǎn)評(píng)。
東北地理所方軍和江西師范大學(xué)張帆濤教授為該論文共同第一作者，儲(chǔ)成才研究員、鄧曉建研究員和方軍為通訊作者。該研究獲得國家自然基金（31371588,91335107和30771314）、國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2016YFD0101801,2017YFD0100501）及國家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(xiàng)（2018ZX0800912B）等項(xiàng)目資助。
圖1. Ef-cd 近等基因系雜交稻E-Y-兩優(yōu)527（Y58S/E-蜀恢527，右側(cè)四個(gè)株系）與非近等基因系雜交稻Y-兩優(yōu)527（Y58S/蜀恢527，左側(cè)4個(gè)株系）相比早熟
近日應(yīng)Molecular Plant邀請(qǐng)，中國水稻研究所錢前研究員和東北地理所于洋助理研究員進(jìn)一步對(duì)該成果發(fā)表微評(píng)（doi: https://doi.org/10.1016/j.molp.2019.10.008.）。文章指出，在當(dāng)前水稻生產(chǎn)新形勢(shì)下，Ef-cd基因的挖掘和利用將有力促進(jìn)適應(yīng)連作，尤其是糧經(jīng)、糧菜、糧油連作稻的早熟豐產(chǎn)；有望解決當(dāng)前秈粳交亞種間雜交優(yōu)勢(shì)利用上存在的“超親晚熟”等問題。同時(shí)也總結(jié)了近年來發(fā)現(xiàn)的與水稻重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的其他長鏈非編碼基因在水稻育種中的重要作用。
文章信息：
Fang, J., Zhang, F.T., Wang, H.R., Wang, Wei., Zhao, F., Li, Z.J., Sun, C.H., Chen F.M., Xu, F., Chang, S.Q., et al. (2019). Ef-cd locus shortens rice maturity duration without yield penalty. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 116:18717-18722.
Wu C.Y. (2019).Ef-cd, encoding a long noncoding RNA, shortens duration of maturity without yield penalty in rice. Chin. Bull. Bot. 54(5): 0-0.
Yu, Y.，Qian, Q. (2019). Rice Breeding: A Long Noncoding Locus with Great Potential. Mol. Plant. Doi:https://doi.org/10.1016/j.molp.2019.10.008.
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