来自中国农业大学的研究人员在新研究中，揭示出了水稻驯化过程中穗型进化的遗传控制机制。相关论文“Genetic control of inflorescence architecture during rice domestication”发表在7月25日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。
文章的通讯作者是中国农业大学植物生理与生物化学国家重点实验室的孙传清(Chuanqing Sun)教授。其主要从事水稻株型遗传调控、野生稻优异基因克隆与利用、亚洲栽培稻进化分子机理等方面的研究工作。
穗型是决定粮食作物产量的一个重要的农艺学因子，因此是作物驯化和改良的一个主要目标。了解穗型的遗传基础不仅有助于阐明农作物进化机制，还可以提高农作物的粮食产量。
亚洲栽培稻((Oryza sativa L.)是最古老的驯化作物之一，养活了全球超过三分之一的人口。在水稻的驯化过程中，其形态学和生理性状都发生了显著的改变。近年来的研究揭示了大量控制水稻驯化性状，如谷粒脱落、匍匐生长习性、果皮颜色和谷粒大小等的进化机制和遗传因子。穗型由松散转变为紧凑是水稻驯化过程中的一个关键事件。
普通野生稻(O. rufipogon Griff.)显示典型的松散穗型，有利于其花粉的传播和异花授粉，降低了病原体感染的风险，以维持高度遗传多样性，并能够对自然生态环境产生适应性改变。与之相反，栽培稻穗型紧凑，更利于高密度种植以及提高收获产量。栽培稻的这些特性可以提高粮食产量潜力，满足人们的栽培需求。然而，目前对于水稻驯化过程中这种穗型转变的分子机制尚不明确。
在这篇文章中，研究人员证实野生稻疏散的穗型受到一个显性基因OsLG1的调控。从前的研究报道OsLG1是一个SBP结构域转录因子，控制了水稻叶舌的发育。通过关联分析，研究人员证实OsLG1基因转录起始位点上游11kb 的顺式调控区域中，一个单核苷酸多态-6(SNP6)导致了水稻驯化过程中栽培稻转变为紧密的穗型，但却没有改变其在叶舌部位的表达，从而使栽培稻穗型紧凑，叶舌也能正常发育。
该研究结果表明，基因顺式调控区能精细调控靶基因的空间表达，选择顺式调控序列变异可能是作物驯化的重要方式之一。新研究发现对于了解水稻的驯化机制，并在未来改良农作物的分子育种具有重要的意义。
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