落粒性是植物在長期演化中形成的生存策略，表現為種子成熟後自動脫落，既有利於野生植物傳播種子、擴大種群，又對農業生產造成產量損失和收穫困難。該性狀受基因調控，水稻等作物中已發現多個主效QTL位點，如qSH-1-1和qSH-6-1，粳稻品種的落粒差異則受顯性單基因控制。科學家通過基因編輯技術培育出難落粒水稻品系，並建立落粒性分級標準指導作物育種。
基本介紹
- 分類：植物學術語
- 農業影響：降低收穫效率
- 遺傳控制：多基因/QTL調控
- 套用領域：作物改良育種
- 主效基因：SHAT3（水稻）
- 研究案例：水稻/粳稻
遺傳機制,農業套用,基因研究進展,
遺傳機制
水稻落粒性受多個QTL控制，2009年研究發現第1染色體RM472-RM1387區間存在qSH-1-1位點（遺傳距離6.6 cM），第6染色體發現新主效QTL qSH-6-1。2024年粳稻研究顯示，C418與春江100的落粒差異由一對顯性細胞核基因（Sh-t/sh-t）控制，無細胞質效應。禾本科作物中，基因B可抑制落粒基因A的表達，通過親本自交可實現性狀穩定遺傳。研究發現，基因SHAT3在離層發育後期影響水稻脫落，其突變體在種子成熟後期落粒性顯著降低。
農業套用
截至2024年10月，我國已培育出抗落粒芝麻新品種，破解機械化收穫難題。2023年制定的《蕪菁品種觀察記載標準》將長角果落粒性劃分為低、中、高三級，為育種提供量化依據。中國科學院2023年發現SHAT3基因可調控水稻離層發育，其突變體落粒性降低30%以上。
基因研究進展
2023年11月，中國科學院提出通過調控SHAT3基因表達延緩離層細胞解離，相關技術已申請專利（CN202011615292.1）。2024年11月粳稻遺傳分析表明，C418攜帶的Sh-t顯性基因可作為分子標記輔助選擇的靶點。現代育種正結合基因編輯與傳統雜交，培育兼具抗倒伏與降低落粒性的新品種。
