從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所獲悉，由中國農(nóng)科院副院長王漢中研究員領(lǐng)銜的油菜遺傳改良創(chuàng)新團隊最新研究發(fā)現(xiàn)，油菜A9染色體上ARF18基因（一種調(diào)控生長素反應(yīng)基因表達的轉(zhuǎn)錄因子）的變異可調(diào)控粒重，且不改變角粒數(shù)，從而對產(chǎn)量產(chǎn)生影響。這項發(fā)現(xiàn)為油菜高產(chǎn)品種的分子設(shè)計和培育奠定了基礎(chǔ)。同時，ARF18基因成為國際上通過圖位克隆獲得的第一個多倍體作物產(chǎn)量基因，為小麥、棉花等其它重要多倍體作物產(chǎn)量基因克隆提供了借鑒。相關(guān)成果于8月31日在線發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《美國科學(xué)院院刊（PNAS）》。
糧油等主要農(nóng)作物的價值70%來源于種子，種子產(chǎn)量的遺傳改良一直是作物研究的重點，其功能基因克隆也是國際競爭的熱點。而種子產(chǎn)量是由多基因控制的數(shù)量性狀，特別是重要多倍體作物如小麥、油菜、棉花等，其基因組非常復(fù)雜，種子產(chǎn)量基因的圖位克隆一直未能獲得突破。雖然國際上很多團隊在10余年前就獲得了不少甘藍(lán)型油菜的粒重主效QTLs，但此前未見其粒重基因被圖位克隆的報道。
該團隊利用千粒重差異顯著的甘藍(lán)型油菜品系zy72360和R1以及關(guān)聯(lián)群體，通過連鎖分析、關(guān)聯(lián)分析、親本序列比對和轉(zhuǎn)基因驗證，最終確定ARF18是調(diào)控粒重和角果長度的目標(biāo)基因，該基因的過量表達可使粒重變異15%，而角粒數(shù)保持不變。研究表明，ARF18具有轉(zhuǎn)錄抑制活性。
種子是子代，角果皮是母體器官，該團隊研究發(fā)現(xiàn)，種子粒重表型主要受母體基因型調(diào)控。由于角果皮的光合產(chǎn)物為種子中后期發(fā)育提供主要碳源，研究人員結(jié)合基因表達模式和轉(zhuǎn)錄組分析認(rèn)為，油菜zy72360的ARF18功能喪失導(dǎo)致角果變長，從而增加了角果皮光合面積，為種子發(fā)育提供了更多的光合產(chǎn)物，進而導(dǎo)致種子粒重增加。
該項研究成果是在科技部973和863項目、國家油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系以及中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程的資助下完成的。劉靜和華瑋博士為該文章的共同第一作者，王漢中研究員為通訊作者。（通訊員 余波）
文章鏈接：http://www.pnas.org/content/early/2015/08/27/1502160112.abstract
