研究揭示調(diào)控水稻破土出苗的新機(jī)制
發(fā)布時間：
2024-10-14
從中國水稻研究所獲悉，中國工程院院士胡培松團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，在水稻覆土直播中，水稻1號染色體上存在一個同時控制幼苗中胚軸伸長與出苗率的主效數(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了參考。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在國際期刊《植物學(xué)報》上。
科技日報記者 馬愛平
記者25日從中國水稻研究所獲悉，中國工程院院士胡培松團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，在水稻覆土直播中，水稻1號染色體上存在一個同時控制幼苗中胚軸伸長與出苗率的主效數(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了參考。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在國際期刊《植物學(xué)報》上。
作為一種新型、輕簡化的栽培模式，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、出苗不均勻等問題。“水稻覆土出苗的動力源主要靠幼苗中胚軸和胚芽鞘的伸長。水稻中胚軸伸長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。”論文通訊作者、中國水稻研究所研究員魏祥進(jìn)告訴記者。
研究人員實驗表明，qME1基因座對應(yīng)的就是水稻“綠色革命”(20世紀(jì)中葉開始的一場農(nóng)業(yè)技術(shù)革新運動)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)械壓力通過誘導(dǎo)釋放乙烯，最終促進(jìn)水稻中胚軸伸長。
“馴化研究發(fā)現(xiàn)，中胚軸伸長性狀在矮化育種中逐漸丟失，也暗示長中胚軸是野生稻及‘綠色革命’前水稻在破土出苗時適應(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，若在中胚軸部位異位表達(dá)這種基因，能夠在不明顯改變水稻株高與抗倒伏性的情況下，有效地促進(jìn)中胚軸的伸長。”魏祥進(jìn)說。
