农学院怎么样(中国农业大学合作成果登上Science)

2022-12-10 21:40:04 65阅读

3月25日,《科学》杂志在线发表了中国农业大学李建生和杨小红团队联合华中农业大学严建兵团队的研究论文“Convergent selection of a WD40 protein thatenhances grain yield in maize and rice”。研究首次挖掘出同时控制玉米和水稻产量性状的基因KRN2和OsKRN2;发现这两个基因在驯化过程中受到趋同选择;在全基因组水平上揭示了玉米和水稻趋同选择的遗传规律

论文在Science官方网站的发表页面

中国农大和华中农大的联合研究团队历经18年,从遗传学和基因组学两个层面持续系统开展了玉米和水稻重要产量性状驯化机理的研究。首先利用野生玉米资源创制了特异的穗行数为6行的玉米材料,采用基因组学技术鉴定了一个调控玉米穗行数的基因KRN2。进一步发现在玉米驯化和改良过程中,该基因上游非编码区受到了明显的选择,导致基因表达量降低,进而增加了玉米的穗行数和穗粒数,最终增加产量。同时在水稻基因组中鉴定出玉米KRN2同源基因OsKRN2,该基因控制水稻的二次枝梗数,最终影响穗粒数和产量。在栽培稻驯化和改良过程中,该基因也同样受到了选择。KRN2/OsKRN2编码一种WD40蛋白,它与功能未知蛋白DUF1644互作,通过一条保守的途径调控玉米与水稻的穗粒数。

基因编辑KRN2 可以同时提高玉米和水稻的产量

研究者进一步通过大数据全基因组选择分析检测到490对经历了趋同选择的同源基因对,这些基因在淀粉及蔗糖代谢和辅因子生物合成等途径中显著富集。该研究还利用基因编辑技术创制了KRN2和OsKRN2基因功能丧失的新材料。多年多点的田间小区试验表明,玉米KRN2敲除系和水稻OsKRN2敲除系可分别提高~10%的玉米产量和~8%的水稻产量,并且对其它农艺性状没有明显的负面影响,展现了巨大的应用潜力。

玉米和水稻趋同选择的分子机制

中国农大杨小红、李建生教授,华中农大严建兵教授为该论文的共同通讯作者。中国农大博士后陈文康、博士生张璇,华中农大博士生陈露、杨宁教授为该论文的共同第一作者。两校团队的多位学生和博士后,以及华中农大杨芳教授,美国冷泉港国家实验室David Jackson教授,扬州大学陈赛华教授,中国农大孙传清、秦峰和田丰教授,德国马普分子植物生理研究所Alisdair R. Fernie教授等共同参与了该项工作。

该研究得到了国家自然科学基金重大研究计划、国家自然科学基金创新群体、国家重点研发计划、北京卓越青年科学家计划、中国科协青年托举工程、美国自然科学基金等项目资助。

李建生,中国农业大学教授、博士生导师,主要研究领域:玉米籽粒营养品质性状的遗传机理与分子育种;玉米杂种优势的遗传学基础与应用;玉米单倍体育种技术体系建设等。在国内外学术刊物发表论文上百篇,培育玉米新品种数十个;曾获国家技术发明二等奖、省部级一等奖等荣誉。

杨小红,中国农业大学农学院作物基因组与生物信息学系教授,2002年毕业于中国农业大学获学士学位,2008年在中国农大获博士学位。其研究方向为玉米籽粒营养品质和主要产量性状的遗传基础研究;玉米籽粒营养品质和主要产量性状的分子育种等。

好的科研成果离不开学校和学院的支持。中国农业大学农学院前身为始建于1905年的京师大学堂农科大学农学门,至今已有百余年历史。学院下设作物生态与农作学、作物生理与栽培学、植物遗传育种与种子科学、作物基因组与生物信息学4个系和1个实验教学中心,另设有9个研究中心。学院作物学在教育部第四轮一级学科评估结果为A+农学专业通过了教育部普通高等学校本科专业认证(第三级),为全国首个通过三级认证的农科类专业农学、种子科学与工程专业为国家一流本科建设专业

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本文素材来源:中国农业大学官微、中国农大校报官微、中国农业大学农学院官网、中国农业大学招办官微、农业农村部等

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