科學家發現影響稻米品質關鍵基因

4月26日，《自然-通訊》雜志在線發表了揚州大學農學院/教育部植物功能基因組學重點實驗室嚴長杰教授團隊的最新科研成果，他們成功克隆了一個控制稻米蛋白質含量變異的關鍵位點qGPC-10（OsGluA2），該基因編碼稻米貯藏蛋白中的谷蛋白前體，而谷蛋白含量影響著稻米的營養品質。

隨著人們生活水平的不斷提高，水稻產量上的“吃不愁”已無法滿足人們日益增長的需求，以優質育種為目標追求“質不愁”已成為目前主攻的育種方向之一。

圍繞決定稻米營養品質的主要指標——籽粒蛋白質含量的遺傳機制問題，嚴長杰團隊經過10年努力，成功解析了水稻秈粳亞種間稻米蛋白質含量分化的原因。

人們吃的大米主要是水稻種子的胚乳部分，其主要成分是淀粉和蛋白質。作為水稻胚乳的第二大組成部分，蛋白質含量的高低不僅決定了水稻的營養品質，而且也是影響水稻蒸煮食用品質的重要因素。

論文共同第一作者、揚州大學農學院博士生楊宜豪介紹，其團隊對400多份水稻種質資源的總蛋白以及貯藏蛋白含量分別進行測定，確定了胚乳中谷蛋白含量的變異是水稻總蛋白變異的決定因子；在不同環境中同時鑒定出了兩個能夠穩定遺傳的控制水稻蛋白質含量的關鍵QTLs，并通過圖位克隆與功能研究明確了qGPC-10（OsGluA2）能夠顯著影響稻米蛋白質含量并最終影響稻米的營養品質。

團隊同時對該基因是否受過人工選擇以及基因進化等問題進行了深入研究。通過群體遺傳學和進化生物學方法發現，OsGluA2的基因組序列變異很可能與水稻秈粳亞種的分化有關，為解釋秈粳亞種間稻米蛋白質含量變異提供了理論研究基礎。

論文共同通訊作者嚴長杰告訴《中國科學報》，控制水稻中蛋白含量的qGPC-10基因鑒定與分析，有助于探究水稻品質相關遺傳機制，更對包括水稻在內的主要糧食作物的營養品質遺傳改良具有重要意義。

“高產和優質一直是水稻遺傳育種學家追求的目標和努力的方向”，嚴長杰說，“接下來希望通過基因編輯、標記輔助選擇技術等技術，有效利用起控制水稻蛋白質含量的這些關鍵基因，提高稻米的品質，最終實現水稻產量和質量的‘兩不愁’?！?/p>