基因编辑解锁水稻产量新路径:改造RFL/APO2关键结构域实现性状优化

【字体: 时间:2025年08月31日 来源:The Plant Journal 5.7

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  【编辑推荐】传统认知中导致减产的水稻RFL/APO2基因,被研究人员通过CRISPR/Cpf1和单碱基编辑技术成功改造。研究发现该基因的SAM结构域、DNA结合域(DBD)及内含子区域均能调控株型与产量,其中266位氨基酸残基对粒重具有决定性影响,通过调控GRF1、SPL16等基因表达实现增产。这项研究为"有害基因"的性状改良应用提供了突破性范例。

  

这项颠覆性研究彻底改写了学界对水稻RFL/APO2基因的认知。传统观点认为该基因突变会导致严重的生长缺陷和减产,但科研团队运用CRISPR/Cpf1和单碱基编辑这两把"基因剪刀",精准改造了RFL基因的不同功能区域。

研究发现这个基因就像精密的分子开关:其进化保守的 sterile alpha motif (SAM)结构域和DNA结合域(DBD)如同"控制面板",而内含子区域则像"调节旋钮",共同调控水稻的形态发育和产量性状。特别引人注目的是第266位氨基酸残基,这个位点堪称"粒形调控枢纽",能显著影响籽粒重量。当这个位点被编辑后,GRF1和SPL16等控制粒长和穗重的基因表达水平会发生显著变化。

这项研究不仅揭示了单子叶植物中RFL基因的新功能,更开创性地证明:曾被贴上"有害"标签的基因,经过精准编辑完全可以"化敌为友",成为作物改良的新靶点。该发现为通过基因编辑技术优化农作物表型提供了更丰富的基因资源库,展现出基因编辑技术在农业育种中的巨大潜力。

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