近日,甘蔗研究所分子育种团队在国际植物科学领域重要权威期刊《Plant Physiology and Biochemistry》(JCR 1区、中科院2区TOP期刊,IF 6.1)发表了题为“Gibberellin biosynthesis gene ScGA20 oxidase enhances sugarcane growth by modulating genes associated with phytohormone and growth processes”的研究论文。该研究揭示了ScGA20ox作为甘蔗生长发育中的核心调控机制,并创制出具有显著生长优势的转基因甘蔗新材料。该成果凝聚了团队十余年的探索与努力,为甘蔗生物育种提供了重要的技术参考。
甘蔗是全球重要的糖料和能源作物,但其复杂的遗传背景和有限的遗传多样性限制了其育种进程。生物育种是加速作物改良的重要手段。赤霉素(GA)是调控植物生长发育的关键激素,GA20氧化酶(GA20ox)是GA生物合成过程中重要的限速酶。本研究从甘蔗中克隆了GA20氧化酶基因ScGA20ox,并利用基因枪转化技术将其导入甘蔗主栽品种GT42中,培育出生长速度显著加快、株高明显提升的转基因甘蔗材料。进一步通过转录组测序发现,该基因能够显著调控植物激素代谢、信号转导、光合作用、淀粉与蔗糖代谢等多个关键生长途径,形成多维度协同作用,从而系统性增强甘蔗的生长发育能力。这一发现不仅深化了对赤霉素调控网络的认识,还筛选出一系列可用于甘蔗性状改良的潜在靶基因,为甘蔗高产、高糖分子育种提供了优异的基因资源和技术支撑。
院甘蔗研究所汪淼副研究员为论文的第一作者,李傲梅副研究员为共同第一作者,廖芬正高级农艺师和黄东亮研究员为共同通讯作者。该研究得到了广西科技重大专项(AB22035028、AA22117002)和广西农业科学院团队项目(2021YT010)等项目的资助。
甘蔗所 李傲梅供稿/供图
一审一校:黄东亮
二审二校:薛臣艺
三审三校:陆炳强