The Crop Journal | 华南农业大学克隆源自展颖野生稻的水稻外观品质调控基因GL9

水稻（Oryza sativa L.）是极为重要的粮食作物，其产量和品质一直备受育种家关注。水稻粒形直接决定千粒重进而影响水稻产量；与此同时，水稻粒形还直接决定稻米的外观品质，影响其商品性，是培育高产优质水稻的重要靶标性状。水稻粒形是受多基因控制的复杂农艺性状，目前已有大量相关的QTL被报道，也有一定数量的与粒形调控相关的基因被克隆。然而，在被克隆的粒形基因中，仅有少数来自自然变异材料，具有良好的育种应用潜力，克隆自野生稻的优异粒形基因则更为少见。

近日，华南农业大学王少奎教授和张桂权教授团队在The Crop Journal在线发表了题为“GL9 from Oryza glumaepatula controls grain size and chalkiness in rice”的研究论文，利用该团队创建的、以展颖野生稻（Oryza glumaepatula）为供体亲本的单片段代换系材料（GLU-SSSL）克隆了一个能够显著提升稻米外观品质的基因gl9，并评价了该基因的育种应用潜力。

研究者利用GLU-SSSL系统分析了控制水稻粒形和粒重的基因位点，鉴定到12个粒长、9个粒宽和9个千粒重QTL，其中6个QTL具有良好的增产潜质。进一步发展F2作图群体，对位于第9号染色体上、加性效应值最大的位点进行图位克隆。序列分析表明，该位点的候选基因GL9是已克隆粒形基因GS9的新型等位变异。来自展颖野生稻的gl9能够使水稻籽粒更加细长、垩白度降低，同时还能提高千粒重和单株产量。对华粳籼74中的GL9进行编辑后，也获得了外观品质更好的水稻材料。以上结果表明，gl9是一个能够协同提高水稻产量和稻米外观品质的优异基因资源。该研究还通过分子标记辅助选择，创制了gl9与gs3、GW7、gw8等粒形基因的聚合系材料，评价了基因聚合效应，这对高产优质水稻的设计育种具有重要指导意义。

作者和基金项目

华南农业大学农学院2018级博士研究生林少俊和刘祖培副教授为该文共同第一作者，王少奎教授和张桂权教授为共同通信作者。该研究得到广东省岭南现代农业实验室重大科技研究项目（NT2021001）、广东省基础研究与应用基础研究重点项目（2019B030302006）、国家自然科学基金项目（32072040，31622041）和国家大学生创新创业训练计划项目（202110564045）资助。广东省植物分子育种重点实验室水稻分子设计育种研究组聚焦于水稻设计育种技术体系的构建和水稻种质创新利用，创建了以高产籼稻华粳籼74为单一的受体亲本、供体亲本涵盖7种AA染色体组稻属的水稻染色体单片段代换系文库；以此为基础，目前已经实现了常规稻、“三系”杂交稻以及水稻籼粳亚种间杂种优势利用的设计育种改良。围绕水稻外观品质的遗传基础与设计改良，该团队已在Nature Genetics、Theoretical and Applied Genetics、Journal of Genetics and Genomics等学术期刊上发表多篇高水平研究论文。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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