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發現調控水稻籽粒大小關鍵基因GS3
點擊次數：226 發布時間：2010-10-30
谷粒大小不僅是決定水稻產量的要素之一，還對谷粒的外觀品質有著重要影響。華中農業大學張啟發院士課題組，近日在谷粒大小和粒型的調控研究方面取得重大進展。《美國*院刊》發表了該組的研究論文，證實了水稻中GS3基因控制水稻籽粒大小，發現了該基因中控制籽粒大小的關鍵區域，命名為OSR。
據文章*作者生科院博士生茆海亮介紹，由于谷粒大小是水稻生產中的重要性狀，張啟發課題組從1997年就開始了對控制水稻粒形基因GS3的研究，直到2006年找到這個基因，歷時9年。在此基礎之上，該組近年來對該基因的功能做了深入的研究，證實了GS3是調控谷粒大小的主要基因，揭示了基因所編碼蛋白的結構與功能之間的關系。
專家研究還發現，幾乎所有的優良粳稻品種都帶有完整的GS3蛋白，表現為中等粒型，優良長粒型秈稻品種的GS3蛋白無功能，通過對該基因的導入和替換，能有效地改變水稻品種的粒型，表明GS3對水稻的產量和品質有重要的決定作用，是粒型的變異和演化的主要決定因子之一。
他們發現該基因編碼的蛋白存在相互對抗的前后兩個部分，GS3蛋白內首尾兩部分之間的“博弈”zui終決定籽粒的大小。沒有GS3蛋白（或該蛋白無功能）的品種的稻谷為長粒型（長度約10毫米），含有完整GS3蛋白的水稻品種粒型中等（約8毫米），而只有OSR的水稻品種的谷粒為短粒（約6毫米）。
茆海亮還提到，他們在其他物種中，包括玉米，大麥，大豆等也發現了GS3同源的基因，并且OSR在這些同源基因中都存在，說明這些基因有可能也控制著相應物種種子大小。因此該研究成果在品種改良中將有著重大應用前景，首先該基因變異可作為分子標記直接應用于水稻籽粒大小的選育，提高水稻的產量；其次，根據水稻的研究信息，可以對其他物種的GS3同源基因進行克隆，從而指導相應物種的品種改良。