华中农大成功克隆出正调控水稻粒重基因
华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室张启发院士领衔的水稻国家创新研究团队，历经10年研究成功克隆了正
华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室张启发院士领衔的水稻国家创新研究团队，历经10年研究成功克隆了正调控水稻粒重的数量性状基因GS5。进一步的功能研究显示，该基因在高产分子育种中具有广阔的应用前景。相关论文已于10月23日在线发表于国际顶级遗传学杂志《自然-遗传学》。2008年，该团队曾在该杂志撰文，报告发现了一个可以同时控制水稻植株高矮、抽穗期和每穗粒数的Ghd7基因。
华中农业大学团队此次克隆的GS5是一个种子大小的正调控因子，其较高的GS5表达水平可能参与促进细胞周期循环，加快细胞循环进程，从而促进水稻颖壳细胞的横向分裂，进而增大颖壳的宽度，继而加快谷粒的充实和胚乳的生长速度，最终增大种子的大小以及增加谷粒的重量和单株产量。
研究表明，在除了谷粒大小目标性状有差异，而遗传背景完全相同的两个遗传材料中，谷粒大的材料比谷粒小者含有较高GS5基因表达，大粒比小粒宽了8.7%、千粒重增加了 7.0%、单株产量提高了7.4%。据论文第一作者李一博介绍，他们对来自亚洲不同地区的51份水稻品系进行GS5启动子比较测序，发现GS5在自然界主要有3种不同的组合方式，分别是GS5大粒单倍型、GS5中粒单倍型和GS5小粒单倍型，正好对应不同品系宽、中等宽和窄粒形等3组不同粒宽的性状。其中，GS5小粒单倍型是野生型，而GS5大粒单倍型是水稻驯化和育种过程中功能获得性的突变型。启动子镶嵌转化分析进一步表明，上述突变型的形成，取决于 GS5启动子的自然变异。因此，GS5在水稻人工驯化和育种过程中起到了重要作用，并对水稻种子大小的遗传多样性贡献很大。GS5及以前克隆的Ghd7等一大批基因，对于通过生物技术进行改良来提高产量提供了新的可能。
华中农业大学团队此次克隆的GS5是一个种子大小的正调控因子，其较高的GS5表达水平可能参与促进细胞周期循环，加快细胞循环进程，从而促进水稻颖壳细胞的横向分裂，进而增大颖壳的宽度，继而加快谷粒的充实和胚乳的生长速度，最终增大种子的大小以及增加谷粒的重量和单株产量。
研究表明，在除了谷粒大小目标性状有差异，而遗传背景完全相同的两个遗传材料中，谷粒大的材料比谷粒小者含有较高GS5基因表达，大粒比小粒宽了8.7%、千粒重增加了 7.0%、单株产量提高了7.4%。据论文第一作者李一博介绍，他们对来自亚洲不同地区的51份水稻品系进行GS5启动子比较测序，发现GS5在自然界主要有3种不同的组合方式，分别是GS5大粒单倍型、GS5中粒单倍型和GS5小粒单倍型，正好对应不同品系宽、中等宽和窄粒形等3组不同粒宽的性状。其中，GS5小粒单倍型是野生型，而GS5大粒单倍型是水稻驯化和育种过程中功能获得性的突变型。启动子镶嵌转化分析进一步表明，上述突变型的形成，取决于 GS5启动子的自然变异。因此，GS5在水稻人工驯化和育种过程中起到了重要作用，并对水稻种子大小的遗传多样性贡献很大。GS5及以前克隆的Ghd7等一大批基因，对于通过生物技术进行改良来提高产量提供了新的可能。