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晋鹏

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[交流] [优秀文章推荐]水稻增产基因NOG1(穗粒数相关)取得重要进展

水稻穗粒数是决定水稻产量的关键因素。近日，中国农大克隆了水稻穗粒数相关基因NUMBER OF GRAINS 1 (NOG1)，该基因可增加水稻穗粒数而对穗数、开花期、结实率、粒重等其他产量相关性状没有负面影响。

亚洲栽培稻（Oryza sativa L.）是从普通野生稻（Oryza rufipogon Griff.）驯化而来。在驯化和改良的过程中，增加穗粒数、提高产量是重要目标之一。为了揭示产量提高的遗传机理，研究人员鉴定出一个影响水稻穗粒数和产量的基因NOG1（NUMBER OF GRAINS 1）。该基因位于第1染色体长臂，编码脂肪酸β-氧化途径中烯酰辅酶A水合酶。其启动子区域的一个12-bp转录因子结合位点发生了拷贝数变异，在野生稻和低产品种中存在一个12-bp的功能序列，而在高产品种中存在两个紧密连接的12-bp片段。12-bp的插入能够增加基因的表达水平，降低植物体内脂肪酸和茉莉酸的水平，增加穗粒数，提高产量。将NOG1导入不含此基因的品种“中花17”中可以使产量提高25.8%，在携带该基因的高产品种“特青”中过表达NOG1能够增产近20%，并且不影响株高、抽穗期、穗数、粒重等性状。NOG1的克隆不仅为培育高产水稻品种提供了一个重要新基因，也为揭示水稻产量性状调控的分子机制提供了新线索。

研究人员证实，增加NOG1基因可以极大提高水稻的穗粒数和产量。其中，中花17（一个12bp片段）可增产25.8%，特青（两个12bp片段）可增产19.5%。该基因的发现不仅增加了我们对水稻产量调控分子机理的理解，也为培育高产水稻品种提供了新的基因资源。

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