近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所水稻分子設(shè)計技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊與相關(guān)單位合作，從新的視角揭示了水稻單個產(chǎn)量基因通過源、庫、流性狀協(xié)調(diào)作用增加水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的調(diào)控機(jī)理，為水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種提供理論支持。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生理》(Plant Physiology)上。

水稻產(chǎn)量的提高過程，實質(zhì)上是源、庫、流性狀的遺傳改良與其平衡關(guān)系不斷建立的過程。源主要是指水稻劍葉和倒二葉，庫主要指每穗粒數(shù)和粒重，流主要是指連接源和庫的穗頸維管束大小和數(shù)量，源、庫、流性狀與產(chǎn)量呈顯著的正相關(guān)?？寺】刂扑玖?span id="wc1l76kbx" class="keyword">性狀的重要基因，揭示水稻流性狀的調(diào)控機(jī)理，對水稻超高產(chǎn)育種具有重要的指導(dǎo)意義。然而，控制水稻穗頸大維管束韌皮部面積基因的克隆卻少有報道。

研究人員克隆到了一個控制水稻穗頸大維管束韌皮部面積性狀的基因LVPA4，該基因與窄葉基因NAL1等位。該基因的突變體與其對照植株相比，顯著增加了穗頸大維管束韌皮部面積(約12.7%)、每穗總粒數(shù)(約17.2%)、每穗實粒數(shù)(約22.5%)、劍葉面積、葉面積指數(shù)以及抽穗期莖鞘非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的含量，導(dǎo)致源、庫、流性狀的協(xié)同提高。試驗表明，該突變體在小區(qū)試驗中稻谷產(chǎn)量增幅7.6%～9.6%，同時源中光合作用的產(chǎn)物包括前期貯存在莖稈中的非結(jié)構(gòu)碳水化合物通過流性狀充分運(yùn)送到籽粒中，籽粒特別是穗基部的籽粒充實度好，從而改善了稻米品質(zhì)。該研究表明LVPA4單個基因通過源、庫、流性狀的協(xié)調(diào)作用，同時提高了水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)，在水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種中具有應(yīng)用價值。

該研究得到國家自然科學(xué)基金、海南崖州灣種子實驗室等項目的支持。(科技日報記者 馬愛平通訊員 衛(wèi)斐)