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近日，中国水稻研究所种质创新课题组在Plant Physiology在线发表了题为MORE FLORET 1 encodes a MYB transcription factor that regulates spikelet development in rice的研究论文。该研究克隆了一个新的调控水稻小穗基因MOF1 (MORE FLORET1)， 解析了水稻小穗内小花数目的调控机制，为“多花小穗”分子设计育种奠定了基础。
绿色革命期间，株高和分蘖的遗传改良使粮食产量显著提高，而改变花序或小穗形态是进一步提高产量的重要目标。在粮食作物中，水稻花序具有独特的结构——小穗，包含一朵小花，产生一粒种子；而小麦小穗具有2-6朵小花，产生多粒种子，暗示了水稻中可以通过改变其小穗确定性来增加穗粒数/小花数，进而提高产量。2013年西南大学农学与生物科技学院何光华教授课题组克隆了多花小穗基因MFS1，该基因突变后诱发额外的小花，解析了其分子调控机制 (Plant Physiology, 2013)。中国水稻研究所种质创新课题组克隆了一系列相关基因参与了小穗确定性的调控 (New Phytologist, 2020; Plant Biotechnology Journal, 2018, 2019)。这些研究为“多花小穗”分子设计育种提供了理论支持。
近期，中国水稻研究所种质创新课题组通过EMS诱变分离得到了一个新水稻小穗突变体more floret 1 (mof1)。mof1突变体小穗趋向于形成两朵小花，揭示了MOF1参与小穗分生组织确定性的调控，其突变导致小穗内小花数目增加，获得形成多花/籽粒小穗的潜力。此外，mof1小穗的护颖有不同程度的伸长，发生向外稃同源转变。深入研究表明，MOF1基因编码MYB结构域蛋白与TPR蛋白互作抑制DL和OsMADS6的表达进而影响了小穗确定性及护颖发育。
该研究提出了一条新的增加“每穗粒数”的方法和观点，为培育“多花小穗”水稻品种提高每穗粒数，进而提高产量奠定基础。这些发现为水稻高产分子设计育种提供了新思路和新的基因资源。
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