田大成課題組于《PNAS》發(fā)表論文報道
我校生命科學學院田大成課題組在水稻高產性狀的研究中取得重要進展，其研究成果《Identifying a large number of high-yield genes in rice by pedigree analysis, whole-genome sequencing, and CRISPR-Cas9 gene knockout》（結合系譜分析，全基因組測序和CRISPR-Cas9基因敲除鑒定出水稻高產相關基因）在重要綜合性期刊《PNAS》在線發(fā)表。我校田大成教授是該論文的第一通訊作者，博士后黃駒和李婧博士是該論文的共同第一作者。
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多基因控制的復雜性狀對于生物適應環(huán)境和人工選擇有著重要意義，其中包含了眾多有著巨大科學價值和經濟價值的性狀，高產性狀就是一種典型的多基因控制的復雜性狀。但是由于在復雜性狀中，基因控制方式較為復雜，單個基因可能只有較小的表型效應，解析復雜性狀的控制基因一直是比較困難的。
田大成課題組以水稻“綠色革命”中的關鍵品種“奇跡稻”IR8的系譜為主要研究材料，對IR8的親本和后代等主要品種進行全基因組測序，鑒定出有28個基因組片段在雜交和選育過程中不斷地受到強烈的人工選擇，在IR8所有后代始終得到繼承。在進一步結合群體遺傳學數據的基礎上，從這些片段中篩選出可能與高產性狀相關的129個基因位點。在這些基因位點中，有6個為已報道功能的基因，其中包括綠色革命的關鍵基因sd1。為了對其余123個功能未知基因進行功能驗證，隨機挑選出了57個進行CRISPR-Cas9敲除或敲低實驗，結果表明這些基因中有較高比例具有必須功能或能影響與水稻產量相關的性狀，許多基因敲除后表現出了明顯的株高降低，而這也正是綠色革命中的關鍵性狀。此外敲除突變體還表現出了生育期、育性、穗型等多種與水稻產量密切相關的表型變化。本項研究鑒定出了大量水稻高產相關基因，提供了一種有效的探索復雜性狀相關基因的方法。
Fig.1 系譜結構與受選擇基因鑒定流程圖
該研究得到國家轉基因生物新品種培育重大專項（No. 2016zx08009001-003）、國家自然科學基金項目（No. 91731308和No. 31571267）、中央高?；A科研經費的支持。該研究的順利實施，也得到南京大學仙林校區(qū)作物分子遺傳實驗站的支持。
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