基因中心揭示水稻品種特異性BR響應並構建ZH11背景BR研究遺傳工具
近日,基因中心非編碼設計育種團隊在Journal of Integrative Agriculture(中科院農林科學一區top,IF=4.4)發表了題為“A weak OsBRI1 allele in Zhonghua 11 as a genetic tool for brassinosteroid signaling research in rice”的研究論文。基因中心馮彥釗、朱慶鋒助理研究員為論文共同第一作者,於洋研究員和薛皦副研究員為論文共同通訊作者。
中花11(ZH11)是當前水稻研究中使用最廣泛的模式材料之一,具有基因組信息完善、遺傳轉化效率高和環境適應性強等優勢。然而,油菜素內酯(Brassinosteroid, BR)信號研究中常用的d61弱等位突變體來源於台中65(TC65)背景,品種差異在一定程度上製約了研究結果在ZH11體係中的直接應用,亟需構建ZH11背景下的標準化遺傳工具。
該研究以粳稻品種中花11(ZH11)和台中65(TC65)為材料,係統比較了兩者在油菜素內酯(Brassinosteroid, BR)響應上的差異。結果表明,TC65在株型、粒型及BR敏感性方麵均顯著不同於ZH11,且其內源BR前體含量和BR通路相關基因表達水平均更高,揭示了不同粳稻品種間BR調控存在明顯差異。
在此基礎上,研究團隊利用TC65中BR受體基因OsBRI1的弱等位突變體 d61-1(Thr988→Ile),通過連續回交將該等位基因導入ZH11背景,成功創製了d61-zh11近等基因係。重測序分析表明,該材料基因組背景回複率超過90%。表型分析顯示,d61-zh11表現為株型矮化、籽粒變小等典型BR信號減弱表型,但仍可完成正常生長發育過程,克服了OsBRI1強突變體應用受限的問題。該材料為ZH11背景下解析BR信號調控網絡提供了理想遺傳工具。
本研究不僅揭示了水稻品種間BR響應差異的生理與分子基礎,還構建了適用於主流模式品種ZH11的標準化BR研究材料體係,為油菜素內酯信號通路解析及水稻分子育種提供了重要支撐。
研究工作得到廣東省高水平農業院建設項目、國家自然科學基金和廣東省自然科學基金等項目資助。
原文鏈接:DOI: 10.1016/j.jia.2026.02.008

圖1. 中花11與台中65在油菜素內酯(BR)響應上的差異比較

圖2. d61-zh11材料的構建及其與d61-1表型比較

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