水稻产量育种一直在水稻育种领域占有核心的地位。水稻的产量主要是由千粒重、穗粒数、单株穗数所决定。因此，寻找决定这些性状的优良基因资源、并解析它们之间的相互关系，已经成为水稻分子育种领域的研究热点。自然变异基因往往蕴含着重要的育种价值，所以，发掘和利用自然变异基因，并解析它们在产量形成中的调控作用，是提升水稻产量的重要途径。2024年1月20号，国际知名植物分子遗传和分子育种期刊Theoretical and Applied Genetics (TAG) 在线发表了best365官网腊红桂课题组的水稻粒长和产量调控基因的图位克隆研究成果。

本研究以水稻自然变异品种“旱稻385”为实验材料，该品种的粒长和粒宽都明显大于一般品种和模式品种“日本晴”。采用图位克隆策略，把决定粒长的主效基因位点（QTL）定位于3号染色体上，并被命名为IGL1（Increased Grain Length 1）。利用BC3F2群体进行的精细定位把IGL1定位于大约70.8 kb的区间，该区间包含9个ORFs。通过筛选该区间内的基因，最终确定了ORF6 (LOC_Os03g30530) 是可能的目标基因。随后，通过互补和基因敲除实验证明了该基因确实对应于IGL1。序列分析表明，与中等粒长的“日本晴”品种相比，来自“旱稻385”的igl1^HD385等位基因含有一个氨基酸转换和一个氨基酸丢失，表明了该基因在“旱稻385”中确实发生了自然变异。进一步分析表明，igl1^HD385是一个半显性突变。当把igl1^HD385等位基因渗入到“日本晴”背景下，显著地提高了它的粒长和千粒重，这显示了该等位基因有潜在的育种应用价值。目前的研究表明，IGL1与几个重要的转录因子之间有相互关系，是一个水稻粒长和千粒重的重要调节子。相关的分子机制研究还在继续进行当中。

该项目由江苏省农业自主创新项目、江苏省自然科学基金项目支持。best365官网博士生牛佳宇是论文的第一作者，腊红桂和陈虎辉为共同通讯作者。（全文链接：https://doi.org/10.1007/s00122-023-04531-7）

A: “旱稻385”(HD385) 与“日本晴”(NIP) 的粒长比较

B: IGL1被定位于3号染色体

C: IGL1的精细定位，IGL1被确认对应于ORF6，位于70.8-kb的区间

D: IGL1在“旱稻385”和“日本晴”之间的碱基变异

E: igl1^HD385等位基因被渗入“日本晴”背景后对粒长的影响