研究發(fā)現(xiàn)水稻中胚軸伸長(zhǎng)及破土出苗的分子機(jī)制

　　近日，中國(guó)水稻研究所胡培松院士團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，在水稻覆土直播中，水稻1號(hào)染色體上存在一個(gè)同時(shí)控制幼苗中胚軸伸長(zhǎng)與出苗率的主效數(shù)量性狀基因座 qME1 ，該研究揭示了調(diào)控水稻破土出苗的新機(jī)制，為選育適合直播的水稻新品種提供很好的參考。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物學(xué)報(bào)（Journal of Integrative Plant Biology）》上。

 

　　作為一種新型、輕簡(jiǎn)化的栽培模式，水稻直播展現(xiàn)出巨大發(fā)展?jié)摿?。但也存在著用種量大、出苗率較低、出苗不均勻等問(wèn)題。水稻覆土出苗的動(dòng)力源主要靠幼苗中胚軸和胚芽鞘的伸長(zhǎng)。水稻中胚軸伸長(zhǎng)是決定水稻品種適宜覆土直播的關(guān)鍵因素。有趣的是，現(xiàn)代栽培稻普遍丟失了長(zhǎng)中胚軸這一古老的性狀，但其背后的遺傳馴化基礎(chǔ)并不清楚。

 

　　研究人員實(shí)驗(yàn)表明， qME1 基因座對(duì)應(yīng)的就是水稻“綠色革命”中矮化育種發(fā)掘出的重要基因 SD1 ，也正是該基因在“綠色革命”前賦予了水稻長(zhǎng)中胚軸性狀。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，水稻覆土機(jī)械壓力通過(guò)誘導(dǎo)釋放乙烯，最終促進(jìn)水稻中胚軸伸長(zhǎng)。馴化研究發(fā)現(xiàn)，中胚軸伸長(zhǎng)性狀在矮化育種中逐漸丟失，也暗示長(zhǎng)中胚軸是野生稻及“綠色革命”前水稻在破土出苗時(shí)適應(yīng)惡劣環(huán)境的關(guān)鍵因素之一。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)相關(guān)基因具有耐淹、早生快發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，中胚軸部位異位表達(dá)該基因能在不顯著影響水稻株高和抗倒伏性的前提下促進(jìn)中胚軸伸長(zhǎng)。

 

　　該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省科技計(jì)劃、浙江省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的支持。

 

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13671