牛艳路,朱 浩,王 佩,陈坤梅,李宏伟,陈耀锋
(1.西北农林科技大学农学院,陕西杨凌 712100; 2.中国科学院遗传与发育生物学研究所,北京 100101; 3.中国农业科学院麻类研究所,湖南长沙 410205)
作物的产量主要来自光合作用的物质积累,但植物的光能利用率仅为1%~2%[1],因此选育高光效品种来提高作物的光能利用率是提升作物产量的有效途径。但传统的育种方法育种年限长且利用的基因有限,而转基因技术的发展大大缩短了育种周期,为小麦基因资源的利用、种质创新和品种改良开辟了新的途径和方法。1992年,世界第一株转基因小麦诞生[2],此后小麦转基因技术不断发展优化,目前作物转基因技术已涉及抗病虫[3]、抗逆[4]、品质改良[5]和产量提高[6-7]等多方面。因此,可以利用转基因技术将高光效基因转入小麦品种,结合传统育种方式,选育高光效种质。有研究发现,将高光效丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)基因转入籼稻,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因转入水稻、小麦和大豆等作物均能够引起转基因植株的产量或光合特性的提高[8-11]。
GRAS蛋白是存在于多种高等植物中的重要的转录因子,GRAS的名字来源于最初被发现的三个功能成员GIBBERELLICACIDINSENSITIVE(GAI)、REPRESSOROFGAI(RGA)和SCARECROW(SCR)[12]。它有8个亚家族:DELLA、LISCL、HAM、PATI、SCR、LS、SCL3和SHR,在植物分生组织形成、光、赤霉素信号传导、生长发育、生物及非生物胁迫过程中起着重要的作用[13-14]。目前,已在水稻[15]、葡萄[16]、胡杨[17]、佛手[18]、枳[19]和烟草[20]等多种植物中发现GRAS家族基因。1996年,SCR基因在拟南芥中被克隆,该基因在拟南芥侧根形成上起关键作用[21]。……