上海科学家成功“破译”水稻两项重要功能基因

　　上海科学家成功“破译”水稻两项重要功能基因

　　为新一代高产水稻育种提供了设计思路

　　【新民网·晚报推荐】（记者 董纯蕾）是谁在水稻由孩提时代迈入成年期的发育过程中，指挥营养成分的输送、储存和卸载？是谁在野生稻“修身养性”、逐渐被驯化成栽培稻的历程中，调控着水稻的体型？中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所的科学家们，日前同时在国际知名的学术杂志《自然.遗传学》在线发表两篇论文，宣布分别成功分离和克隆了水稻的“营养师”和“造型师”——功能基因GIF1和PROG1。

　　有意思的是，人类聪明的祖先在不知道什么叫基因、在相关分子遗传机理尚未被阐明之前，就已有意识地从野生稻中选择灌浆好、籽粒饱满的水稻类型，把野生稻的株型驯化成直立生长、分蘖适当的栽培稻株型。正是经过如此长期的人工选择，现代水稻才尽得好遗传——积累了优良的基因。上海科学家的这两项最新研究成果，为古人的育种找到了现代生命科学依据。这不仅有助于阐明水稻的进化史，而且为新一代高产水稻的育种提供了设计思路。

　　GIF1“营养师”

　　所谓“发育时期的营养问题关系一生”，籽粒灌浆直接影响水稻的最终产量。有没有一种基因，能直接关系到水稻发育时的营养水平？受技术所限，育种专家此前一直无法直接对水稻的籽粒灌浆性状进行有效的筛选，这成为水稻育种的瓶颈之一。中科院上海植物生理生态所研究员何祖华领衔的研究组，与国内外科学家合作，确认了GIF1是扮演“营养师”角色的功能基因。正是GIF1在水稻籽粒发育中蔗糖运输卸载和灌浆的控制中起到了关键作用。研究表明，人工选择使现代栽培稻的GIF1基因“立场鲜明”——有利于籽粒灌浆，使水稻产量提高。更重要的是，GIF1基因和水稻之间的缘分还没有走到尽头：把GIF1基因再转化为水稻品种，由此培育出的转基因水稻，仍能显著提高籽粒灌浆和千粒重。

　　PROG1“造型师”

　　另一个和水稻产量密切相关的因素，是它的“体型”，例如，植株的“站姿”是不是挺拔，是不是容易“节外生枝”。栽培稻的祖先——普通野生稻，可不是天生就有好“身材”的：匍匐生长、且分蘖过多，不利于密植高产栽培。林鸿宣研究员领导的研究组经过多年的潜心研究，从“海南普通野生稻”中成功克隆了控制水稻株型驯化的关键基因PROG1。实验结果表明，该基因对水稻株型的发育起到了重要的调控作用，它是“帮助”野生稻改掉匍匐生长和分蘖过多的坏习惯，“练就”一副好“身材”——成为直立生长、分蘖适当的栽培稻理想株型的主要“造型师”。

　　名词解释

　　灌浆：禾谷类作物开花受精后，茎、叶内的营养物质向正在发育的种子输送并在种子内积存的过程。

　　分蘖：禾本科等植物在地面以下或近地面处所发生的分枝。