水稻Badh2基因新型等位基因badh2-I11通过可变剪接调控2-AP适度积累的分子机制

【字体: 时间:2025年08月03日 来源:Theoretical and Applied Genetics 4.2

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  来自国内的研究团队针对水稻香气性状调控机制展开研究,发现Badh2基因新型等位基因badh2-I11通过55-bp内含子缺失引发可变剪接,导致野生型与含提前终止密码子的异常转录本共存,降低Badh2表达并促进2-AP适度积累。该研究开发了共显性InDel标记,为香稻育种提供了兼具功能保留与香气调控的独特种质资源。

  

这项突破性研究揭示了水稻香气形成的新机制。在香稻品种Hei126(H126)中,科学家们鉴定出第8号染色体上Badh2基因的"叛逆"新成员——badh2-I11等位基因。这个基因变体在11号内含子区域玩起了"消失魔术",55个碱基对(55-bp)的缺失如同精准的基因剪刀,触发了令人惊叹的可变剪接(alternative splicing)现象。

神奇的是,这种剪接变异产生了"双面"转录本:既有正常版本,也出现了带着提前终止密码子(premature stop codon)的异常版本。这种分子层面的"人格分裂"导致Badh2信使RNA(mRNA)水平整体下降,使得水稻中特有的芳香物质2-乙酰基-1-吡咯啉(2-acetyl-1-pyrroline, 2-AP)能够适度积累,赋予稻米独特的爆米花香气。

遗传学实验更是精彩纷呈。当非香稻Huahang 48(Badh2/Badh2)与香稻H126(badh2-I11/badh2-I11)杂交后,F2代群体完美演绎了孟德尔遗传定律:基因型分离比呈现经典的1:2:1(Badh2/Badh2 : Badh2/badh2-I11 : badh2-I11/badh2-I11),而表型则呈现3:1的非香与香稻比例。

研究团队还开发了共显性InDel标记(codominant InDel marker),如同基因"条形码",可快速准确地在育种群体中筛选badh2-I11携带者。H126品种因此成为珍贵的"两面派"种质资源——既能积累2-AP产生香气,又保留了部分Badh2基因功能。这项发现不仅揭示了内含子介导的可变剪接调控香气的新机制,更为分子设计育种提供了创新工具。

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