
华中农业大学张启发院士领衔的研究团队经过10多年的研究,首次发现并成功克隆的一个同时控制水稻株高、抽穗期和每穗粒数的基因,命名为Ghd7。5日该研究团队的研究论文在国际著名科研杂志《自然-遗传学》上发表。
研究人员能够确认一个单基因Ghd7可以决定水稻的株高、抽穗期和每穗粒数的三个特征。之前的研究确定了可能决定水稻以上特征的7号染色体区域,但是不能精确到任何特定基因。
据张启发院士介绍,以往认为需要改变许多基因才能够增加水稻产量,现在我们只需要控制一个单基因就能够提高产量。科研团队还在水稻第7染色体着丝粒区附近,利用图位克隆技术分离到了这个基因。
研究验证,目前高产量水稻品种中大都含有Ghd7基因。野生型Ghd7基因可使抽穗期大大延迟,株高和每穗粒数显著增加。在武汉夏天的条件下,含有野生型 Ghd7基因的近等基因系较轮回亲本珍汕97抽穗晚23天,株高增加了30厘米,穗粒数增加一倍,且茎秆粗壮抗倒,单株产量可提高50%。将野生型Ghd7基因通过生物技术转移到一些小穗、早抽穗品种中,可使这些品种的每穗粒数成倍增加,同时伴随植株增高,抽穗期延迟。
研究结果还表明,该基因与水稻品种的生态地理适应性有密切的关系。在低纬度地区,野生型Ghd7基因可使水稻品种充分利用光温条件,大穗高产。