研究团队

中国农业科学院中国水稻研究所种质创新团队长期从事水稻高产、优质、抗病种质资源开发与利用基础研究。该团队通过遗传资源开发利用与现代生物技术相结合的策略，在水稻遗传种质资源发掘创新、重要农艺性状解析与分子育种等领域开展了系统深入的研究，取得了一系列原创性研究成果。

研究背景

《天工开物》中所述“天下育民人者，稻居什七”，说明千百年来，稻米一直是中国人的主粮。随着人口持续增长，耕地面积日益减少，粮食短缺问题日益凸显，到2050年世界人口预计将达到90亿，粮食产量需在现有基础上翻倍，才能满足人类的需求。随着人民生活水平的日益提高，人们不仅有了吃饱，更有了吃好的需求。因此，提高水稻产量和品质是作物科学研究者们高度关注的重大科学问题。水稻颖壳（内外稃）结构和形态的改变直接决定稻米产量和品质及其商品价值。虽然在目前研究报道中，已经克隆不少内稃发育相关基因，但几乎没有与稻米产量和品质相关的研究，因此该方面的研究空白仍需填补，最终实现吃饱吃好。研究团队鉴定到一个调控水稻内稃发育的基因AFG1，并阐述了其对稻米产量和品质的影响。相关研究以“ABNORMAL FLOWER AND GRAIN 1 encodes OsMADS6 and determines palea identity and affects rice grain yield and quality”为题在SCIENCE CHINA Life Sciences上于2020年2月发表，近期被评为“第七届中国科协优秀科技论文”。

研究过程

在先前的报道中OsMADS6基因编码一个含有MADS box的蛋白，是水稻花发育早期的一个重要调节因子，通过调节B、C类以及类SEP MADS盒基因的表达，调控浆片、雄蕊和心皮起始原基的形成。在该项研究中，团队鉴定到一个osmads6的新等位突变体afg1（abnormal flower and grain 1），我们发现它与osmads6有很大的不同，首先，其籽粒形态发生了显著改变：粒长减小、粒宽增加；另外，其稻米品质也有着明显差异：直链淀粉含量降低、蛋白质和可溶性糖含量升高、糊化温度升高。同时，afg1突变体内稃的形态结构发生了巨大改变，失去光滑的边缘结构，形成与外稃类似的结构。这些籽粒形态及稻米品质的显著性改变表明，AFG1基因不仅影响水稻小穗早期的发育及内稃的结构形态，并且在调控籽粒大小及品质中也具有十分关键的作用。该项研究为水稻增产和稻米品质改良提供了新的分子基础，具有较大应用潜力。