本报上海4月10日电（记者 王春） 中科院上海生科院植物生理生态所、植物分子遗传国家重点实验室林鸿宣研究员领导的研究组，在水稻产量相关功能基因研究上取得突破性进展，成功克隆控制水稻粒重的数量性状基因GW2，并深入阐明了相关的生物学功能和作用机理，显示这一基因在高产分子育种中具有应用前景。相关论文已于4月8日在线发表于国际顶级遗传学杂志《自然·遗传学》。
遗传改良或基因工程是提高作物产量的有效手段之一。寻找与高产相关的功能基因对水稻高产育种具有重要的理论意义和应用价值。粒重是决定水稻产量的要素之一，是由多个基因控制的复杂数量性状，相关分子遗传调控机理还不清楚。
林鸿宣研究员指导博士生宋献军和黄巍等经过多年的潜心研究，成功克隆控制水稻粒重的数量性状基因GW2。大量翔实的实验结果表明，GW2作为一个新的E3泛素连接酶，可能参与了降解促进细胞分裂的蛋白，从而调控水稻谷壳大小、控制粒重以及产量；当GW2的功能缺失或降低时，基因降解可能与细胞分裂相关蛋白的能力下降，从而加快细胞分裂，增加谷粒谷壳的细胞数目，进而显著增加水稻谷粒的宽度、加快籽粒灌浆速度、增加粒重以及产量。
研究人员通过分子标记选择方法将大粒品种的GW2基因导入小粒品种中培育成新株系，分别收获了种于大田的25株。测定每株的产量，与小粒品种相比，新株系虽然每穗粒数有所减少，但由于粒重的明显增加，最终引起单株产量显著增加，增产效果有待于进一步的小区试验评价。研究成果为作物高产育种提供了具有自主知识产权和重要应用前景的新基因；为阐明作物产量和种子发育的分子遗传调控机理提出了新见解。
该研究得到科技部“十一五”863项目和上海市科学技术委员会等资助。
来源：科技日报
