SBM1可調控水稻的生物量和產量

　　SBM1負調控水稻株高、穗粒數、生物量和產量 中國農科院供圖

　　近日，中國水稻研究所水稻功能基因組學創新團隊研究揭示了受水稻進化選擇的養分高效主效基因SBM1影響水稻產量。這項研究為培育具較高產量潛力和氮肥利用效率的環境友好型水稻品種提供了優異等位基因和理論依據。相關研究結果發表于《植物生物技術雜志》（Plant Biotechnology Journal）。

　　近年來，由于水稻種植中化肥的過量投入，導致產量增加與資源消耗、環境污染的之間的新矛盾日益突出，迫切需要進一步挖掘水稻高產潛力。因此，有效篩選、鑒定水稻養分高效主效基因和新種質，是通過分子設計定向選育超級稻品種的必要途徑，也是解決當前矛盾的關鍵。

　　該團隊利用兩系超級雜交稻“兩優培九”的親本93-11和PA64s雜交后代衍生的重組自交系群體，以及以日本晴為背景導入秈稻Kasalath目標染色體片段而衍生的近等基因系，完成了一個位于水稻第1染色體上的調控水稻生物量的主效QTL qSBM1的克隆。

　　經基因功能驗證表明：SBM1基因的功能下調會導致水稻株高、穗粒數、生物量和產量的增加。通過對來自不同環境地域的不同類型水稻種質材料進行序列和表型分析，研究人員發現，SBM1在不同水稻亞群間呈顯著的秈粳分化。

　　其中，秈稻品種Kasalath所攜帶的SBM1類型為最有利基因型，單倍型可能最早起源于孟加拉國，能夠在低氮下表現較高的氮肥利用效率和谷粒產量，并且在水稻育種改良過程中受到選擇，具備明顯的育種應用潛力。

　　此外，他們還發現SBM1能夠與籽粒性狀調控相關的絲裂原活化蛋白激酶OsMPK6互作，并通過基因編輯技術證明了兩者對生物量和穗粒數起共調控的作用。

　　該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃和浙江省人才計劃的資助。