記者10月31日獲悉，福建省農業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所作物分子設計育種科技創(chuàng )新團隊聯(lián)合中國農科院深圳農業(yè)基因組研究所、廈門(mén)大學(xué)和崖州灣國家實(shí)驗室等單位，基于水稻超級泛基因組挖掘出了調控耐熱和產(chǎn)量一因多效的新基因TTL1。

相關(guān)研究論文近日在植物學(xué)綜合性學(xué)術(shù)期刊《植物學(xué)報》上在線(xiàn)發(fā)表。

全球溫室效應導致的極端高溫天氣現象，給糧食安全和農業(yè)生產(chǎn)構成嚴重威脅。作為世界上最主要的糧食作物之一，水稻容易受到高溫的影響，造成歉收或絕收。鑒于惡劣高溫天氣劇變對水稻生產(chǎn)的巨大影響，挖掘調控水稻耐熱同時(shí)兼顧產(chǎn)量的優(yōu)異基因資源具有重要意義。

“超級泛基因組是整合了稻屬群體水平的高質(zhì)量基因組序列，提供了更全面的遺傳變異信息。我們利用全球水稻微核心種質(zhì)資源構建的水稻超級泛基因組結合多組織轉錄組數據解析了一個(gè)同時(shí)控制熱響應和粒長(cháng)的數量性狀位點(diǎn)（QTL），并成功克隆到一個(gè)具有一因多效性的基因TTL1。”福建省農業(yè)科學(xué)院王鋒研究員說(shuō)。

據了解，TTL1的功能缺失增強了水稻對熱脅迫的耐受性并增大粒型提高了產(chǎn)量。對現有水稻種質(zhì)的基因組進(jìn)化分析表明，TTL1在秈稻和粳稻亞種的馴化過(guò)程中受到選擇，對其他主要的耐熱性調控因子和粒型基因具有加性效應，攜帶TTL1優(yōu)異單倍型和目前克隆到的耐熱基因優(yōu)異單倍型組合更加耐熱。

王鋒說(shuō)，TTL1基因的發(fā)現為改良水稻的耐熱性提供了新的位點(diǎn)。利用TTL1基因可以開(kāi)展針對高溫脅迫的分子設計育種，培育出更耐熱的水稻品種。這有助于解決全球氣候變化帶來(lái)的高溫造成水稻產(chǎn)量和品質(zhì)降低的問(wèn)題。同時(shí)，TTL1基因具備高產(chǎn)量特征，且和其他產(chǎn)量主效基因具有累加效應。通過(guò)分子標記聚合這些位點(diǎn)可改良水稻的產(chǎn)量，提高農田的生產(chǎn)效益。

據介紹，TTL1基因同時(shí)兼顧耐熱與產(chǎn)量特性，為水稻分子設計育種提供優(yōu)異基因資源。而隨著(zhù)基因組編輯技術(shù)的發(fā)展，研究人員可以利用CRISPR/Cas9等工具，直接對TTL1基因進(jìn)行精確的編輯和改良，加速培育出具有耐熱性和高產(chǎn)量特征的新品種，從而應對氣候變化帶來(lái)的挑戰，提高水稻的產(chǎn)量和適應性，實(shí)現更高效、可持續的水稻育種和農業(yè)生產(chǎn)。（記者 林霞）

來(lái)源：福建日報