近日，中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所土壤植物互作團隊對玉米和水稻產量調控基因的馴化與選擇進行了闡述和分析。相關成果以熱點評述形式發表在《遺傳學趨勢（Trends in Genetics）》上。
據吳慶鈺研究員介紹，人類祖先通過幾千年的漫長歲月把玉米和水稻的野生種馴化成了現代的栽培品種。穗粒數的提高是馴化所導致的最明顯的變化之一。近期，我國科學家的一項重要研究發現，調控玉米和水稻穗粒數的基因KRN2在馴化過程中被平行選擇。KRN2通過調控花序分生組織發育來改變兩種糧食作物的穗粒數。但與其他花序分生組織發育基因不同的是，敲除KRN2并未導致花序的無序發育等負面表型，而是顯著地提升了穗粒數和產量。但通過調查大量種質資源，在自然群體中并未發現該基因的無意義突變等位。
科研團隊通過分析該基因所處位置的重組和突變頻率發現，該區段并不是一個“突變荒漠”，因此推測該基因的無意義突變等位突變可能曾出現，但由于種種原因并未被保留下來。同時，結合此前研究工作對KRN2蛋白的功能進行了預測。KRN2編碼一個具有多個WD40結構域的蛋白，形成一個類似螺旋漿型的結構，與其結構相似的蛋白還包括著名的三聚體G蛋白beta亞基。因此，推測KRN2可能還有免疫調控等功能，并提出通過Turbo ID臨近標記等技術可幫助挖掘KRN2的互作蛋白，從而進一步挖掘該蛋白的位置功能。研究表明，在多種遺傳背景下對該基因的不同等位進行表型鑒定，將有助于進一步理解該基因的功能，并全面釋放該基因的應用潛力。
該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃和中國農業科學院科技創新工程等項目資助。（通訊員 金云翔）
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.tig.2022.06.002
