水稻产量相关功能基因研究获重大进展

　　中科院上海生科院植物生理生态所、植物分子遗传国家重点实验室林鸿宣研究员*的研究组，在水稻产量相关功能基因研究上取得突破性进展，成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2，并深入阐明了相关的生物学功能和作用机理，显示这一基因在高产分子育种中具有应用前景。相关论文已于4月8日在线发表于*遗传学杂志《自然·遗传学》（《Nature Genetics》）。

　　遗传改良或基因工程是提高作物产量的有效手段之一。寻找与高产相关的功能基因对水稻高产育种具有重要的理论意义和应用价值。粒重是决定水稻产量的要素之一，它是由多个基因控制的复杂数量性状，相关分子遗传调控机理还不清楚。

　　林鸿宣研究员指导博士生宋献军和黄巍等经过多年的潜心研究，成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2。大量翔实的实验结果表明，GW2作为一个新的E3泛素连接酶，可能参与了降解促进细胞分裂的蛋白，从而调控水稻谷壳大小、控制粒重以及产量；当GW2的功能缺失或降低时，基因降解可能与细胞分裂相关蛋白的能力下降，从而加快细胞分裂，增加谷粒谷壳的细胞数目，进而显著增加水稻谷粒的宽度、加快籽粒灌浆速度、增加粒重以及产量。

　　研究人员通过分子标记选择方法将大粒品种的GW2基因导入小粒品种中培育成新株系，分别收获了种于大田的25株。测定每株的产量，与小粒品种相比，新株系虽然每穗粒数有所减少，但由于粒重的明显增加，zui终引起单株产量显著增加，显示这个基因在高产育种中具有利用价值。增产效果有待于进一步的小区试验考察和验证。研究成果为作物高产育种提供了具有自主知识产权和重要应用前景的新基因；为阐明作物产量和种子发育的分子遗传调控机理提出了新见解。

　　《自然·遗传学》杂志三位评审人对这项研究一致给予高度评价： “我们现在可以通过控制GW2的功能得到合适大小的水稻谷粒，在这一点上我相信这是一项在水稻产量育种*有重要意义的工作”“有关该基因定位克隆、序列分析和转基因表型鉴定以及E3泛素连接酶的功能实验是令人信服的”“这是一篇将引起遗传工作者*兴趣的力作，该论文通过大量而深入的实验包括基因定位克隆、基因结构分析、功能和表型鉴定等证明该基因控制水稻谷粒大小，为作物种子的遗传调控机理研究提出了有价值的见解。”