上海农业生物基因中心余舜武/罗利军团队鉴定了一种新的水稻粒度基因OsSNB

来源：iNature

原标题：PLOS Genetics | 上海农业生物基因中心余舜武/罗利军团队鉴定了一种新的水稻粒度基因OsSNB

提高农业生产力是植物科学研究的重要目标之一，也是满足人口快速增长的迫切需要。水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的主要农作物之一。籽粒大小既是水稻产量的主要决定因素，也是驯化和人工育种的目标性状。2019年5月31号，上海农业生物基因中心余舜武、罗利军研究团队再PLOS Genetics上在先发表了题为A novel rice grain size gene OsSNB was identified by genome-wide association study in natural population的研究论文。该研究利用996722个SNP标记对270份水稻材料进行了全基因组的粒长和粒宽关联研究，鉴定了一种新的水稻粒度基因OsSNB。

水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的主要粮食作物之一。水稻产量由穗数、穗粒数和粒重三个构成因素决定，均为复杂的数量性状[1]。在这些性状中，最重要的性状是粒重，即千粒重。粒重在很大程度上是由晶粒大小决定的，晶粒大小依次包括粒长、粒宽、粒厚和灌浆度。这四个参数与粒重呈正相关。

近30年来，在DNA标记技术和基因组测序技术的推动下，控制水稻粒形和粒重的基因定位和克隆取得了巨大的进展。到目前为止，利用基于图谱的克隆策略，已经分离到了控制粒形和粒重的主要数量性状位点上的几十个基因，并对其功能进行了表征。

在这些QTL/基因中，GS3是影响粒长和粒重的主要QTL，是影响籽粒大小的负调控因子。TGW 6编码一种具有吲哚-3-乙酸(IAA)-葡萄糖水解酶活性的新蛋白，通过限制细胞数量来负调控粒重。GW 5/qSW 5编码钙调素结合蛋白，并通过油菜素甾体(BR)信号通路对籽粒宽度和粒重起负调节作用。GW 2编码一种环型E3泛素连接酶，该酶通过负调控壳细胞分裂而负调控籽粒宽度、重量和产量。

Genome-wide manhattan plots of association mapping for grain length

在这里，本文利用996722个SNP标记对270份水稻材料进行了全基因组的粒长和粒宽关联研究。对籽粒长度和粒宽分别鉴定了5个和4个数量性状位点。特别是从qGW 7中筛选出新的晶粒大小基因OsSNB，进一步的结果表明OsSNB对晶粒大小具有负调控作用。最显著的是，利用CRISPR/Cas9技术敲除突变体植株，表现为籽粒长度、宽度和重的增加，而OsSNB的过度表达则相反。在168份地理范围广的水稻材料中，从启动子区到3‘-非翻译区对该基因进行了序列分析，共鉴定出8个单倍型。此外，在粳稻亚种中，Hap 3的籽粒宽度最高。与其他单倍型相比，Hap 3在启动子中插入了225 bp。根据Hap 3与其他单倍型的差异，将OsSNB_Inde 2作为水稻籽粒宽度改良的功能标记。这可以直接用于帮助选择，以改善粮食宽度。这些研究结果表明，OsSNB对进一步提高大多数品种的产量性状具有重要意义。

原文链接：

https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1008191