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基因中心揭示水稻品种特异性BR响应并构建ZH11背景BR研究遗传工具

时间:2026-06-04 10:17 来源:基因中心 【字体:

  近日,基因中心非编码设计育种团队在Journal of Integrative Agriculture(中科院农林科学一区top,IF=4.4)发表了题为“A weak OsBRI1 allele in Zhonghua 11 as a genetic tool for brassinosteroid signaling research in rice”的研究论文。基因中心冯彦钊、朱庆锋助理研究员为论文共同第一作者,于洋研究员和薛皦副研究员为论文共同通讯作者。

  中花11(ZH11)是当前水稻研究中使用最广泛的模式材料之一,具有基因组信息完善、遗传转化效率高和环境适应性强等优势。然而,油菜素内酯(Brassinosteroid, BR)信号研究中常用的d61弱等位突变体来源于台中65(TC65)背景,品种差异在一定程度上制约了研究结果在ZH11体系中的直接应用,亟需构建ZH11背景下的标准化遗传工具。

  该研究以粳稻品种中花11(ZH11)和台中65(TC65)为材料,系统比较了两者在油菜素内酯(Brassinosteroid, BR)响应上的差异。结果表明,TC65在株型、粒型及BR敏感性方面均显著不同于ZH11,且其内源BR前体含量和BR通路相关基因表达水平均更高,揭示了不同粳稻品种间BR调控存在明显差异。

  在此基础上,研究团队利用TC65中BR受体基因OsBRI1的弱等位突变体 d61-1(Thr988→Ile),通过连续回交将该等位基因导入ZH11背景,成功创制了d61-zh11近等基因系。重测序分析表明,该材料基因组背景回复率超过90%。表型分析显示,d61-zh11表现为株型矮化、籽粒变小等典型BR信号减弱表型,但仍可完成正常生长发育过程,克服了OsBRI1强突变体应用受限的问题。该材料为ZH11背景下解析BR信号调控网络提供了理想遗传工具。

  本研究不仅揭示了水稻品种间BR响应差异的生理与分子基础,还构建了适用于主流模式品种ZH11的标准化BR研究材料体系,为油菜素内酯信号通路解析及水稻分子育种提供了重要支撑。

  研究工作得到广东省高水平农业院建设项目、国家自然科学基金和广东省自然科学基金等项目资助。

  原文链接:DOI: 10.1016/j.jia.2026.02.008

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图1. 中花11与台中65在油菜素内酯(BR)响应上的差异比较

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图2. d61-zh11材料的构建及其与d61-1表型比较