近日,，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（以下簡(jiǎn)稱“基因組所”）聯(lián)合中國(guó)水稻研究所水稻生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國(guó)際植物科學(xué)Top期刊《Plant Biotechnology Journal》 期刊上發(fā)表了題為“The SEEDLING BIOMASS 1 allele from indica rice enhances yield performance under low-nitrogen environments”的研究論文,。

上世紀(jì)的矮化育種與雜種優(yōu)勢(shì)利用使我國(guó)水稻單產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了兩次大幅度的提升,。但由于種植面積的不斷減少,，化肥的過(guò)量投入,，導(dǎo)致產(chǎn)量增加與資源消耗,、環(huán)境污染的之間的新矛盾日益突出，迫切需要進(jìn)一步挖掘水稻高產(chǎn)潛力,。因此,，如何有效篩選、鑒定水稻養(yǎng)分高效的主效基因和新種質(zhì),，是通過(guò)分子設(shè)計(jì)定向選育超級(jí)稻品種的必要途徑,，也是解決當(dāng)前矛盾的關(guān)鍵。

錢前院士團(tuán)隊(duì)在遺傳材料構(gòu)建和基因克隆方向上近年取得系列進(jìn)展,。早期構(gòu)建和解析了超級(jí)稻兩優(yōu)培九親本93-11/PA64s衍生的重組自交系群體的產(chǎn)量遺傳基礎(chǔ)（Gao et al. 2013, PNAS）,。構(gòu)建并對(duì)“9311,、日本晴和培矮64s”之間的導(dǎo)入系進(jìn)行了大規(guī)模群體測(cè)序精準(zhǔn)鑒定了代換系片段基因組信息（Zhang et al. 2019, Rice），往下基于重組自交系群體和代換系群體,，進(jìn)一步系統(tǒng)地挖掘和解析了氮高效新基因OsNR2（Gao et al. 2019,，Nature Communications）、低鎘基因OsHMA3（Liu et al. 2020,，Journal of Integrative Plant Biology）,、高產(chǎn)新基因TGW2（Ruan et al. 2020，New Phytologist）及其功能和機(jī)制,，克隆了Sd1的伴侶新基因HTD1解析了華占高產(chǎn)的遺傳基礎(chǔ)（Wang et al. 2020,，Molecular Plant）。本次又新克隆了高產(chǎn)和氮肥利用效率的新基因SBM1（Xu et al. 2021,，Plant Biotechnology Journal）,。

在本研究中該團(tuán)隊(duì)利用93-11/PA64s衍生的重組自交系群體及日本晴/Kasalath衍生的近等基因系克隆了一個(gè)位于水稻第1染色體上的調(diào)控水稻生物量的主效QTL qSBM1?；蚧パa(bǔ),、敲除和過(guò)表達(dá)等基因功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明SBM1負(fù)調(diào)控水稻株高、穗粒數(shù),、生物量和產(chǎn)量,。通過(guò)對(duì)多樣性水稻種質(zhì)材料的序列和表型分析，發(fā)現(xiàn)SBM1在不同水稻亞群間呈顯著的秈粳分化,，SBM1^Kasalath單倍型為最有利單倍型,，能夠在低氮下表現(xiàn)較高的氮肥利用效率和谷粒產(chǎn)量，并且在水稻育種改良過(guò)程中受到選擇,，具備明顯的育種應(yīng)用潛力,。此外，還發(fā)現(xiàn)SBM1能夠與絲裂原活化蛋白激酶OsMPK6互作,，并通過(guò)基因編輯技術(shù)證明了兩者對(duì)生物量和穗粒數(shù)起共調(diào)控的作用,。這項(xiàng)研究為培育具較高產(chǎn)量潛力和氮肥利用效率的環(huán)境友好型水稻品種提供了優(yōu)異等位基因和理論依據(jù)。

本研究論文中國(guó)水稻研究所的博士后徐靜,、基因組所的商連光副研究員以及水稻所博士生王佳佳為該文共同第一作者,，錢前院士和張光恒研究員為共同通訊作者?；蚪M所博士后賀慧英和碩士生張超也參與了部分工作,。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13642