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[植物学] 我科学家率先发现水稻自私基因

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zj2635 发表于 2018-6-11 08:07:36 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 
最新发现与创新
       科技日报讯 (记者瞿剑)由中国农业科学院副院长万建民院士领衔的科研团队,在世界上率先发现了水稻自私基因,并由此破解水稻杂种不育的机理。这是科学史上植物自私基因首次被发现,证实了植物界同样存在不符合孟德尔遗传规律的非经典遗传现象。相关研究成果近日在线发表于国际权威学术期刊《科学》上。
       万建民介绍,所谓自私基因,是指双亲杂交后,父本或母本中能控制其自身的DNA片段优先遗传给后代的、具有自私性质的基因;这不符合经典的“父、母基因均匀传递”的孟德尔遗传规律。2017年,《科学》曾报道小鼠和线虫自私基因的非孟德尔遗传现象,但植物中的相关报道迄今尚未见到。
       万建民表示,籼稻和粳稻杂交比目前的杂交稻能进一步提高单产15%—30%,但籼粳杂种会有近50%不结实,使其增产潜力严重受限。为此,万建民团队以亚洲栽培稻粳稻品种和南方野生稻为研究材料,系统解析了野生稻与栽培稻间杂种不育问题和遗传特性:其不育性受水稻自私基因位点qhms7的控制,并发现其包含三个紧密连锁的基因ORF1、ORF2和ORF3。其中ORF1基因功能未知;ORF2基因的毒性蛋白起杀配子作用;而ORF3基因的解毒蛋白则保护配子,使携带ORF3基因的花粉可育。这就破解了自私基因在维持植物基因组的稳定性和促进新物种的形成中的分子机制,探讨了毒性—解毒分子机制在水稻杂种不育上的普遍性。在此基础上,可利用基因编辑技术对具毒性功能的自私基因进行编辑删除,创制能实现籼粳杂种优势的水稻新品种。

来源:科技日报    2018年06月11日 星期一
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yexuqing 发表于 2018-6-12 12:36:16 | 显示全部楼层
 
我科学家首次在植物中发现自私基因
文章来源:《光明网》2018年6月8日 作者:杨舒 点击数:82 次 发布时间:2018-06-11
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  生物学中经典的孟德尔遗传规律认为,两个亲本杂交的遗传信息应当是随机地分配到子代,即来自父母的基因应当均匀分配给孩子。然而,生活中人们常常发现孩子在外貌等方面会偏向于父母一方。这一现象正是由物种体内的自私基因引起的。此前,科学家们仅在小鼠和线虫中发现了自私基因的存在。近日,中国工程院院士、中国农业科学院副院长万建民带领团队与南京农业大学合作,首次在水稻中发现了自私基因,这也是自私基因首次在植物中被找到,这一发现为进一步提高杂交水稻产量提供了新的技术途径。该成果于北京时间6月8日被在线发表在国际学术期刊《科学》上。
  据万建民介绍,自私基因的发现始于杂交水稻研究。杂交水稻对解决我国粮食安全问题作出了巨大贡献。研究表明,水稻籼粳亚种间杂交稻比目前的杂交稻能进一步提高单产15%~30%,但籼粳杂种存在50%水稻籽粒不结实的问题,严重制约了籼粳杂交稻产量的提高。针对这一问题,在中国农科院科技创新工程的支持下,万建民院士领衔的科研团队以亚洲栽培稻粳稻品种和南方野生稻为研究材料,系统解析了野生稻与栽培稻间杂种不结实的遗传特性。研究发现,其籽粒不结实受水稻基因位点qHMS7的控制,并发现其包含三个紧密连锁的基因ORF1、ORF2和ORF3。在这些基因的共同作用下,粳稻品种得以在杂交过程中减少南方野生稻的遗传影响,把更多的遗传信息传递给子代,由此引起了水稻杂种籽粒部分不结实的现象。研究组认为,这一系列基因正是水稻中的自私基因。
  该研究阐明了自私基因在维持植物基因组的稳定性和促进新物种的形成中的驱动作用,解释了生物界的这一遗传现象。同时,研究组发现,在深入了解水稻杂种不结实的遗传机理基础上,可利用基因编辑技术对关键的自私基因进行编辑删除,创制更具适应性的水稻新种质,实现籼粳交杂种优势的有效利用,为籼粳亚种间杂交稻品种的培育和提高产量提供基础。
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