方軍研究員團隊在水稻早熟高產(chǎn)分子機制研究方面取得重要進展
自上世紀70年代以來，隨著雜交水稻的技術體系逐漸成熟及在我國大面積的推廣應用，極大解決了我國糧食安全問題。然而我國雜交稻早期存在“優(yōu)而不早，早而不優(yōu)”，即“高產(chǎn)不早熟，早熟不高產(chǎn)”的問題。培育的雜交組合一般生育期偏長，限制了優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)組合在實際生產(chǎn)中的廣泛應用。因此，培育早熟高產(chǎn)水稻一直是育種學家的重要攻關方向。盡管在過去30年來育種學家們育成了許多早熟品種，在實踐育種中解決了雜交早稻“優(yōu)而不早，早而不優(yōu)”的技術難關，但是這些早熟高產(chǎn)的分子生理機制仍未得到解析。
東北地理所水稻分子育種學科組方軍研究員團隊，通過和中科院遺傳發(fā)育生物學研究所、四川農(nóng)業(yè)大學等多家單位聯(lián)合攻關，成功克隆了一個顯性早熟長鏈非編碼基因Ef-cd，深入揭示了Ef-cd基因調(diào)控水稻早熟的分子機制。該研究成果于2019年9月10日正式發(fā)表在美國科學院院刊PNAS上（https://www.pnas.org/content/116/37/18717），并作為同期亮點文章進行推薦（https://www.pnas.org/content/116/37/18149），同時華中農(nóng)業(yè)大學吳昌銀教授在植物學報（doi: 10.11983/CBB19163）進行了熱點點評。
東北地理所方軍和江西師范大學張帆濤教授為該論文共同第一作者，儲成才研究員、鄧曉建研究員和方軍為通訊作者。該研究獲得國家自然基金（31371588,91335107和30771314）、國家重點研發(fā)項目（2016YFD0101801,2017YFD0100501）及國家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項（2018ZX0800912B）等項目資助。
圖1. Ef-cd 近等基因系雜交稻E-Y-兩優(yōu)527（Y58S/E-蜀恢527，右側(cè)四個株系）與非近等基因系雜交稻Y-兩優(yōu)527（Y58S/蜀恢527，左側(cè)4個株系）相比早熟
近日應Molecular Plant邀請，中國水稻研究所錢前研究員和東北地理所于洋助理研究員進一步對該成果發(fā)表微評（doi: https://doi.org/10.1016/j.molp.2019.10.008.）。文章指出，在當前水稻生產(chǎn)新形勢下，Ef-cd基因的挖掘和利用將有力促進適應連作，尤其是糧經(jīng)、糧菜、糧油連作稻的早熟豐產(chǎn)；有望解決當前秈粳交亞種間雜交優(yōu)勢利用上存在的“超親晚熟”等問題。同時也總結(jié)了近年來發(fā)現(xiàn)的與水稻重要農(nóng)藝性狀相關的其他長鏈非編碼基因在水稻育種中的重要作用。
文章信息：
Fang, J., Zhang, F.T., Wang, H.R., Wang, Wei., Zhao, F., Li, Z.J., Sun, C.H., Chen F.M., Xu, F., Chang, S.Q., et al. (2019). Ef-cd locus shortens rice maturity duration without yield penalty. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 116:18717-18722.
Wu C.Y. (2019).Ef-cd, encoding a long noncoding RNA, shortens duration of maturity without yield penalty in rice. Chin. Bull. Bot. 54(5): 0-0.
Yu, Y.，Qian, Q. (2019). Rice Breeding: A Long Noncoding Locus with Great Potential. Mol. Plant. Doi:https://doi.org/10.1016/j.molp.2019.10.008.
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