O nouă strategie de ameliorare moleculară pentru data optimă de înflorire și producția de boabe la orez prin modularea combinațiilor alelice elite ale genelor Ghd7, Hd3a, RFT1 și Gn1a

O dată ulterioară a înflorit mai târziu duce, în general, la o producție mai mare de cereale în regiunile ecologice favorabile; însă, producția de cereale atinge un limită odată ce data înfloritului depășește un anumit prag.

Ghd7 este primul gen major clonat care reglează data înfloritului, înălțimea plantei și numărul de boabe.

Aici, am investigat relația dintre Ghd7 și genele florigen Hd3a și RFT1, pentru a determina rolurile lor în reglarea datei înfloritului și a numărului de boabe sub diferite condiții de photoperiod.

Rezultatele noastre au evidențiat că, în condiții de zile lungi (LD), Hd3a acționează înaintea RFT1 pentru a promova înfloritul, reglând negativ în același timp înălțimea plantei și numărul de boabe.

În contrast, Ghd7 reglează pozitiv data înfloritului, înălțimea plantei și numărul de boabe prin inhibarea ambelor gene, Hd3a și RFT1.

În condiții de zile scurte (SD), funcțiile lui Hd3a și RFT1 rămân consistente cu cele din condițiile de LD, însă Ghd7 nu inhibă expresia acestora, rezultând un efect fenotipic mai slab comparativ cu Hd3a.

În plus, atât în condiții de LD, cât și de SD, creșterea expresiei Ghd7 sporește efectul inhibator asupra lui Hd3a și RFT1, conducând la o înflorire mai târzie și la un număr crescut de boabe; totuși, odată ce data înfloritului depășește 94 de zile, numărul de boabe nu mai crește.

De asemenea, alela gn1a a crescut numărul de boabe cu 16,5% până la 42,5%, în timp ce combinațiile alelelor elite din Ghd7, Hd3a, RFT1 și Gn1a au crescut semnificativ numărul de boabe cu până la 240,9%.

Prin urmare, propunem o strategie nouă de ameliorare pentru optimizarea datei înfloritului și a numărului de boabe, utilizând combinația Ghd7Hd3aRFT1gn1a din Ghd7, Hd3a, RFT1 și Gn1a în condiții de LD, și combinația Ghd7hd3aRFT1gn1a în condiții de SD.

Această strategie a îmbunătățit recolta soiului de înaltă calitate din nord-est, Kongyu 131 (KY131), cu 69,1% în Beijing și cu 93,7% în Hainan.

Această strategie va îmbunătăți considerabil eficiența adaptării rapiței din nord către sud, oferind ghidaj teoretic pentru extinderea adaptabilității geografice a soiurilor de orez..