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记“植物发育分子遗传学”创新群体

2010-12-21 00:00 中国科学院遗传与发育生物学研究所 中国科学院 阅读 0
核心摘要: 本文介绍了中国科学院遗传与发育生物学研究所“植物发育分子遗传学”创新研究群体的研究成果。群体由李家洋、薛勇彪、左建儒领衔,在水稻分蘖调控、细胞分裂素信号转导、自交不亲和分子机理等方面取得突破。其中,OsSPL14基因的发现被誉为第三次水稻育种突破。群体培养了大量优秀人才,获得多项国家级奖励。

中国科学院遗传与发育生物学研究所的“植物发育分子遗传学”创新研究群体,由李家洋院士、薛勇彪研究员和左建儒研究员共同领导,围绕植物生长发育的关键科学问题,在高等植物分枝调控、细胞分裂素信号转导、植物细胞程序性死亡、功能基因组学以及显花植物自交不亲和分子机理等方面取得了突破性进展。

李家洋院士团队在水稻分蘖调控机理研究中取得重要成果。分蘖是水稻等禾本科作物形成特殊分枝的农艺性状,直接影响穗数和产量。他们发现OsSPL14(又称IPA1)基因的一个小变异或等位基因存在于分蘖较少而谷物较多的杂交植株中。通过小规模田间试验,对OsSPL14基因关键调控位点进行突变,可使水稻分蘖数减少,穗粒数和千粒重增加,茎秆变粗,抗倒伏能力增强。将突变后的OsSPL14基因导入常规水稻品种,产量可增加10%以上。这一成果被业内专家称为“继矮秆水稻和杂交水稻之后第三次水稻育种突破”。相关研究于2008年5月23日发表在《自然-遗传学》网络版。

在细胞分裂素调控植物生长发育的分子机理方面,该团队分离鉴定了系列拟南芥细胞分裂素突变体pga,并对pga22、soi33和pga37等突变体进行了系统研究。他们筛选出pga22的抑制子突变soi,并对代表性突变体soi33进行了研究,探讨了细胞分裂素与光互作的分子机理,为阐明细胞分裂素的代谢和信号转导提供了重要线索。

薛勇彪课题组以金鱼草为材料,在国际上首先采用候选基因克隆技术克隆了控制花粉自交不亲和的基因AhSLF-S2,并发现其可与S-核酸酶互作参与自交不亲和性,以及与泛素/26S蛋白小体系统的关系。部分研究结果发表在《植物细胞》上。自交不亲和机理在苹果、梨等水果品种选育中具有重要应用价值。

该群体在项目执行期间共培养毕业博士生26名,其中李学勇博士的“水稻分蘖控制基因MOCI的克隆与研究”论文荣获首届中国科学院优秀博士学位论文奖和2005年全国优秀博士学位论文奖;乔红博士的“金鱼草S位点编码的F-box基因AhSLF-S2的功能分析”论文荣获2005年度中国科学院优秀博士学位论文奖和2006年全国优秀博士学位论文奖。李家洋、薛勇彪和左建儒于2006年均获得中科院优秀教师称号。

群体成员包括李家洋、薛勇彪、左建儒、王永红、张燕生、张健、孟祥兵、刘新仿。该群体在生长素与细胞分裂素的合成、作用机理及信号转导途径,植物侧芽形成与伸长的调控机理,显花植物花粉识别的分子和生化机理等方面取得突破性进展。资助期间克隆了12个具有重要理论意义和应用价值的基因,发表有重要影响的论文近40篇(通讯作者),授权基因发明专利5项,获得两项国家自然科学二等奖。

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