植物所2018年度重要科研进展之九——开拓改善水稻营养品质育种新路径
2019/3/11 20:45:02 中国科学院植物研究所

     人类70%的粮食来自禾本科作物的胚乳。禾本科作物胚乳由糊粉层和淀粉胚乳两部分组成，淀粉胚乳主要成分为淀粉类碳水化合物，而其外部的糊粉层则富含蛋白质、脂肪酸、维生素、膳食纤维和微量元素。尽管糊粉层和淀粉胚乳的发育起源相同，但分化命运和营养物质积累迥异。

     刘春明研究组通过多年筛选，获得了一个糊粉层增厚的水稻品系thick aleurone 2(ta2)，其糊粉层从野生型水稻的1层细胞增加到4至10层，使得种子的维生素、微量元素和膳食纤维等营养成分含量得到了普遍提升；基因克隆发现，ta2的糊粉层增厚性状是由一个DNA去甲基化酶基因OsROS1的显性负突变产生的。

    

     A、水稻DNA去甲基化酶基因OsROS1显性负突变体ta2-1胚乳产生糊粉层加厚表型；B、ta2-1糊粉层细胞层数明显增加；C、相对于野生型‘中花11’，ta2-1突变体成熟颖果中的多种营养成分含量均显著增加。

     研究人员还通过自主开发的水稻TILLING平台获得了一批OsROS1基因等位突变新材料，其营养品质得到了不同程度提高。

     该研究不仅为了解禾本科作物胚乳发育和营养物质积累的表观遗传调控提供了理论基础，同时也是国际上首次提出的一种改善水稻营养品质的新途径，为培育高营养水稻提供了新型遗传材料。

     相关成果见于：PNAS, 2018, 115: 11327-11332

    

    

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