近日,中国水稻研究所种质创新团队发现了一种新型水稻种质“小薇”,其可以像双子叶模式植物拟南芥一样,在实验室内进行大规模的种植和筛选。“小薇”的发现,可以促使更多的生物学家选择水稻为研究对象来开展基础研究,其不仅可以为大田作物提供范本,也为林木等植物的遗传学研究模式提供理论参供。相关研究成果在线发表在《分子植物(Molecular Plant)》上。

水稻作为单子叶植物生物学研究的模式植物,在基因组与功能基因研究等方面取得飞速进步。与同为模式植物的拟南芥相比,开展水稻相关的基础研究需要较大的室外大田或温室,而且其较长的生长周期和对自然环境的高度依赖性,制约了水稻生物学基础研究的进一步发展,尤其是在水稻逆境抗性、水稻--病原菌互作等方面。

经过十余年的攻关,该团队通过EMS诱变和遗传突变筛选,获得了一种新型的水稻品系“小薇”,该类型品种具有生长周期短、株型和生物量小、空间利用率高等优势,可以像双子叶模式植物拟南芥一样,在实验室内进行大规模的种植和筛选,并且实现表型精确鉴定。通过对“小薇”遗传背景下的节间伸长控制基因和散生基因的克隆,验证了“小薇”的实用性和室内研究体系的可操作性。研究发现,“小薇”的超矮秆表型是由于D18的突变导致。该种突变体除株高显著降低后,其他农艺性状与野生型无显著性差异。

“小薇”的发掘和水稻室内基础研究体系的建立和使用,可以使得之前在大田环境下很难开展的研究,在室内可控的、均一可重复条件下进行操作,可促进耐盐、低高温和病虫害等生物逆境和非生物逆境相关研究。在“小薇”中鉴定的有利基因型,可通过常规的杂交、回交的方式应用于水稻分子育种。

该研究得到国家自然科学基金委和中国农业科学院创新工程的资助。(通讯员 陈鎏琰)

原文链接:https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(18)30245-4