中國水稻研究所王克劍研究團隊、錢前研究團隊與揚州大學嚴長杰研究團隊合作進行數量性狀基因(quantitative trait locus，QTL)編輯研究，發現水稻在不同遺傳背景下進行QTL編輯會產生不同的產量變化。相關研究成果于9月18日在《植物學報（Journal of Integra.tive Plant Biology）》上在線發表。

 

      在作物遺傳改良中，產量是最重要也是最為復雜的性狀之一，其受到大量數量性狀基因(quantitative trait locus，QTL)的控制。目前已經有很多產量性狀QTL被克隆研究，但是目前尚不清楚這些QTL在不同的遺傳背景下是否都可以顯著提高作物的產量。該研究利用CRISPR/Cas9系統在5個廣泛種植的水稻栽培品種中對產量性狀QTL基因GS3和Gn1a 進行定點編輯，研究相同QTL在不同遺傳背景下對產量的影響。通過QTL編輯在5個品種中一共創制出10個水稻新株系，表型研究發現：在不同品種中敲除GS3基因都可以增加籽粒大小，敲除Gn1a基因都可以增加主穗粒數，但最終單株產量卻表現出相反的變化趨勢：在10個新株系材料中，其中有3個表現為單株產量增加，7個表現為單株產量降低。

 

      為解析QTL編輯導致不同產量變化的原因，研究人員將有效分蘗細分為有效大分蘗和有效小分蘗。進一步統計分析表明，QTL編輯導致了單株有效大分蘗數目的變化，而單株有效大分蘗數目的變化直接決定了最終單株產量的變化。由于單株產量不必然對應于群體產量，研究團隊目前正對10個材料配套以不同的栽培措施，如適度密植控制有效小分蘗數量，篩選顯著提高群體產量的株系。

 

      沈蘭博士和王春助理研究員為論文的共同第一作者。王克劍研究員、錢前研究員和揚州大學嚴長杰研究員為論文的共同通訊作者，浙江省農科院作核所張小明研究員提供部分水稻栽培品種。該項目得到中國農科院科技創新工程經費資助。

 

      文章鏈接：//onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.12501/full