野生稻能持续多年生的关键基因

北京方面的最新消息说,中国科学院的科研团队在3月20日这个日子里,成功找到了野生稻能持续多年生的关键基因。人民网记者从中国科学院那边了解到,韩斌院士带着他的队伍,和王佳伟研究员的团队一起合作,首次把决定这种多年生习性的基因给克隆出来了。这个基因被命名为EBT1,意思就是“无尽的分枝与分蘖”。他们通过研究发现,EBT1实际上由两个紧密排列的微小RNA基因MIR156B和MIR156C构成。大家都知道,miR156就像是植物的“年龄开关”,控制着植物是长叶还是开花。 研究人员在看了446份野生稻的样子后,发现有的野生稻在种子成熟后不但不死,还能在茎节旁边的腋芽处长出新枝条。这些新枝条落地后又能生根长成新的植株,呈现出野草一样的状态。这其实是一种“成花逆转”现象,让植株回到营养生长期来进行无性繁殖。为了找出背后的原因,研究团队把多年生的东乡野生稻W1943和一年生的栽培稻杂交,造出了染色体替换系。 利用精细的图位克隆技术,他们最终锁定了这个关键区域。虽然MIR156B和MIR156C的表达量在幼苗期确实会随着年龄增长而降低,但它们在开花后的分蘖节腋芽里会再次被激活。这种重新启动的状态让腋芽能够再次长叶子而不是开花。团队进一步发现,这是因为这个基因区域的表观修饰发生了变化。 基因变异分析显示,这个区域在水稻驯化过程中受到了人工选择。为了追求高产和紧凑的株型,人们可能在不知不觉中把多年生基因给丢掉了。研究人员把EBT1与已知的PROG1和TIG1基因结合起来培育了新材料。在海南的试验田里,这种“类野生稻”表现出很强的无性繁殖能力,能够存活至少两年。 这项成果不仅让我们更了解植物生活史的演化过程,也给未来把水稻变成多年生的品种以及再生稻的育种提供了重要的理论基础和基因资源。