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重大發(fā)現(xiàn) 水稻罕見高產(chǎn)基因可顯著提升產(chǎn)量

2022-07-22 16:42:08 來源：新京報(bào) A+A-

7月22日,，《科學(xué)》（Science）雜志以研究長文的形式,，在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所周文彬團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)新研究。據(jù)了解,，該研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)水稻高產(chǎn)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(chǎn)量,。

科研人員進(jìn)行了多年多點(diǎn)的田間試驗(yàn),，在“日本晴”水稻中增強(qiáng)表達(dá)OsDREB1C基因，產(chǎn)量較野生型提高41.3%-68.3%,，在“秀水134”水稻中,，產(chǎn)量較野生型提高30.1%-41.6%。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所所長,、中國科學(xué)院院士錢前評價(jià),，此次發(fā)布的“水稻高產(chǎn)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(chǎn)應(yīng)用可能,。

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

7年前的一次發(fā)現(xiàn)

2014年，《自然生物學(xué)技術(shù)》上的一篇文章引起了周文彬團(tuán)隊(duì)的注意。文章通過比較玉米和水稻,，發(fā)現(xiàn)了調(diào)控玉米光合作用的118個(gè)轉(zhuǎn)錄因子。

周文彬介紹,，這118個(gè)轉(zhuǎn)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(chǎn)量卻大相徑庭,，玉米的產(chǎn)量遠(yuǎn)高于水稻，幾乎是水稻的兩倍,。這是因?yàn)?，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(diǎn),，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(chǎn)量密切相關(guān),，光合作用將空氣中的二氧化碳同化為有機(jī)物,，是作物生物量和產(chǎn)量的基礎(chǔ)。氮素則是葉綠素,、蛋白質(zhì),、核酸及代謝物的重要組成部分，也是產(chǎn)量形成的主要限制因子,。

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