華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張啟發(fā)院士領(lǐng)銜的水稻國(guó)家研究團(tuán)隊(duì)成功克隆了第一個(gè)稻米堊白率的主效基因Chalk5，并對(duì)其調(diào)控堊白形成的分子與細(xì)胞學(xué)機(jī)理進(jìn)行了深入研究，相關(guān)論文已于近日在線發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)遺傳學(xué)雜志《自然—遺傳學(xué)》。

    2011年，該團(tuán)隊(duì)曾在該雜志撰文，報(bào)告發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與Chalk5緊密連鎖并正調(diào)控水稻種子大小和千粒重的GS5基因。論文的第一作者是該團(tuán)隊(duì)李一博副研究員，通訊作者是何予卿教授。

    堊白是灌漿期胚乳淀粉粒和蛋白質(zhì)顆粒排列疏松而充氣所形成的白色不透明部分，它極大地影響了稻米可食用性產(chǎn)量（整精米率），同時(shí)對(duì)稻米外觀品質(zhì)（透明度）、蒸煮食味和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)（直鏈淀粉含量、膠稠度和蛋白質(zhì)含量）等都有大的影響，因此，堊白是評(píng)價(jià)稻米品質(zhì)的最重要指標(biāo)之一，也是水稻優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)的重要限制因子。

    多年來(lái)，科學(xué)家們一直致力于尋找控制堊白的關(guān)鍵基因，經(jīng)過(guò)近10年研究，該團(tuán)隊(duì)終于首次分離克隆到其中一個(gè)關(guān)鍵基因Chalk5。

    據(jù)李一博介紹，Chalk5基因?qū)�很多稻米品質(zhì)性狀具有大的普遍性影響，尤其是極大地影響外觀品質(zhì)、精米產(chǎn)量和儲(chǔ)藏蛋白質(zhì)的總含量。Chalk5啟動(dòng)子兩個(gè)核苷酸自然變異是秈稻腹白率遺傳多樣性的一個(gè)主要原因。

    研究成果不僅為優(yōu)質(zhì)稻米的分子育種提供了目標(biāo)基因，還為水稻優(yōu)質(zhì)育種實(shí)踐提供了理論指導(dǎo)，同時(shí)為進(jìn)一步闡明作物品質(zhì)調(diào)控的生物學(xué)機(jī)理提供了理論依據(jù)。緊密連鎖的粒形基因（GS5和qSW5）和堊白基因Chalk5的克隆與功能研究會(huì)增加人們對(duì)種子大小和堊白形成機(jī)理的理解，而且為解釋稻米產(chǎn)量與品質(zhì)的矛盾與統(tǒng)一提供了遺傳與分子證據(jù)。