5月9日，國際知名學(xué)術(shù)期刊《Frontiers in Plant Science》在線發(fā)表了山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院濕地農(nóng)業(yè)與生態(tài)所水稻分子設(shè)計育種團隊題為“Development and application of intragenic markers for 14 nitrogen-use efficiency genes in rice （Oryza sativa L.）”的論文。該研究針對水稻中14個氮利用效率基因進行了單倍型分析和標記開發(fā)，并對77份種質(zhì)材料和71份審定的粳稻品種進行了等位基因評價，為后續(xù)的粳稻品種改良提供了高效的分子標記輔助選擇體系。濕地農(nóng)業(yè)與生態(tài)所李平波博士為第一作者，姚方印研究員為通訊作者。

 

　　水稻是世界的主要糧食作物之一。近年來，過度地施加氮肥不但難以繼續(xù)提高水稻的產(chǎn)量，而且對環(huán)境帶來極大的危害。因而，培育并推廣氮利用效率高的水稻品種可以在保障產(chǎn)量的基礎(chǔ)上減少氮肥的使用，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。亞洲栽培稻有兩個主要的亞種，即秈稻和粳稻。眾所周知，粳稻的氮利用效率遠遠低于秈稻，因而在粳稻的種植過程中，需要大量的施用氮肥才能保障最終的產(chǎn)量。截至到目前，科學(xué)家從水稻的基因組中克隆到了14個氮利用效率相關(guān)的基因。利用這些基因?qū)具M行遺傳改良，培育出氮利用效率高的粳稻品種，可以為粳稻的綠色栽培提供寶貴的材料基礎(chǔ)。

 

　　為了構(gòu)建14個氮利用效率基因的分子標記輔助選擇體系，文章基于水稻已經(jīng)發(fā)布的36份具有參考基因組的栽培稻種質(zhì)材料，提取了14個基因的基因組全長并進行了單倍型劃分，然后針對優(yōu)勢單倍型攜帶的功能變異或特有變異開發(fā)了分子標記。利用開發(fā)的分子標記，文章分析了額外的41份種質(zhì)材料和71份審定的北方粳稻品種的等位基因，從而揭示了秈稻和粳稻氮利用效率差異的基因基礎(chǔ)。本研究中評價的種質(zhì)材料和開發(fā)的分子標記為后續(xù)的粳稻遺傳改良奠定了堅實的基礎(chǔ)。