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重大發(fā)現 水稻罕見高產基因可顯著提升產量

2022-07-22 16:42:08 來源：新京報 A+A-

7月22日，《科學》（Science）雜志以研究長文的形式，在線發(fā)表了中國農業(yè)科學院作物科學研究所周文彬團隊的一項新研究。據了解，該研究發(fā)現了一個水稻高產基因OsDREB1C，這一基因能夠提高作物光合作用利用效率、提高氮素利用率、縮短生育期，更重要的是，可以顯著提高作物產量。

科研人員進行了多年多點的田間試驗，在“日本晴”水稻中增強表達OsDREB1C基因，產量較野生型提高41.3%-68.3%，在“秀水134”水稻中，產量較野生型提高30.1%-41.6%。中國農業(yè)科學院作物科學研究所所長、中國科學院院士錢前評價，此次發(fā)布的“水稻高產基因”成果，為下一步科研工作提供了重要基因資源和更多生產應用可能。

重大發(fā)現 水稻罕見高產基因可顯著提升產量

過表達材料（左）、野生型（中）、基因敲除材料（右）田間表型對比，過表達的水稻材料在光下的生長速度比野生型更快。中國農科院供圖

7年前的一次發(fā)現

2014年，《自然生物學技術》上的一篇文章引起了周文彬團隊的注意。文章通過比較玉米和水稻，發(fā)現了調控玉米光合作用的118個轉錄因子。

周文彬介紹，這118個轉錄因子，在玉米和水稻中有一對一的同源基因。玉米和水稻都是禾本科植物，它們的產量卻大相徑庭，玉米的產量遠高于水稻，幾乎是水稻的兩倍。這是因為，它們具有不同的光合作用方式，玉米是碳四作物，其最大的特點，是較碳三作物（如水稻、小麥等）具有更高的光合效率、氮素利用效率和水分利用效率。

這些功能，恰恰和產量密切相關，光合作用將空氣中的二氧化碳同化為有機物，是作物生物量和產量的基礎。氮素則是葉綠素、蛋白質、核酸及代謝物的重要組成部分，也是產量形成的主要限制因子。

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