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刘春明研究团队建立水稻营养品质改良新方法

          发表时间:2018-10-03     浏览次数:     字号:    

        中国农业科学院作物科学研究所/中国科学院植物研究所刘春明研究团队与澳大利亚联邦科学和工业组织合作,创建了一种半粒种子筛选体系,并利用这一体系筛检了近3万粒种子,获得了一个糊粉层增厚的水稻品系ta2,使水稻的维生素、微量元素和膳食纤维等营养因子得到了普遍提升。这是国际上首次提出的一种改善水稻营养品质的新途径,并为培育高营养水稻提供了新型遗传材料。该成果于10月1日在《美国科学院院报》(PNAS)上在线发表。

  人类的70%的粮食来自禾本科作物的胚乳。这些作物的胚乳由糊粉层和淀粉胚乳两部分组成。白米来自淀粉胚乳,主要成分为淀粉类碳水化合物,而外部的糊粉层则富含蛋白质、维生素、膳食纤维和微量元素。尽管二者发育起源相同,但分化命运和营养物质积累迥异,这方面的研究既可以回答植物发育学领域的前沿问题,又可为禾本科作物营养改良和品质提高提供理论和技术支持。

  该团队研究人员通过基因克隆发现,糊粉层增厚性状是由于一个DNA去甲基化酶基因OsROS1显性负突变体产生,其糊粉层从一般水稻的一层细胞增加到4-10层。这一发现为了解禾本科作物胚乳发育和营养物质积累的表观遗传调控提供了理论基础。此外,该团队还利用自主开发的水稻高通量TILLING平台获得了一批OsROS1基因等位突变新种质,为水稻营养品质改良育种提供了重要的遗传材料。这一方法适合于培育营养型紫米或全米。目前,该团队研究人员正在与育种家合作,培育新一代营养型紫米,并尝试利用基因编辑技术调控小麦、玉米等作物中去甲基化酶ROS1基因的表达活性,有望开拓禾本科作物营养品质育种的新路径。

  中科院刘金鑫博士和毕业生吴小坝博士为该文章共同第一作者,刘春明研究员为通讯作者。

  文章链接: http://www.pnas.org/content/early/2018/09/26/1806304115?from="groupmessage&isappinstalled=0


 


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