生物所揭示水稻种子萌发新机制

近日,中国农业科学院生物技术研究所作物耐逆性调控与改良团队联合内蒙古大学,揭示了乙烯响应因子(AP2/ERF)家族转录因子OsSAE1通过调控脱落酸和赤霉素之间的平衡来控制水稻种子萌发的新机制。相关研究成果发表在《植物学报(英文版)(Journal of Integrative Plant Biology)》上。

水稻直播栽培模式日益普及,如何提高种子萌发率和整齐度已成为种子科学领域的热点问题。水稻种子的萌发受到多种因素影响,植物激素赤霉素和脱落酸尤为关键,两种调控因子在种子萌发过程中相互拮抗,共同调控。

该研究发现,OsSAE1不仅能通过抑制脱落酸信号通路来促进萌发,还直接调控赤霉素合成与代谢,通过精细平衡两大激素的水平调控种子萌发。进一步分析发现其优异单倍型的启动子活性更高,且具有更高的萌发率。将优异单倍型导入低萌发率的粳稻背景,成功提高了后代的种子萌发性能,显示出其优异等位基因在水稻分子育种中具有潜在应用价值。该研究为直播稻新品种的培育改良提供了新的基因资源和理论基础。

图注: OsSAE1调控水稻种子萌发

生物所秦华研究员、黄荣峰研究员和权瑞党副研究员为该论文的共同通讯作者,生物所硕士毕业生肖丁林、博士生李宇翔和博士生葛秉坤为该论文第一作者,博士生赵子涵、硕士生索志恒、王娟研究员、内蒙古大学生命科学学院高级实验师闫春霞、祁智教授也参与了本项工作。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农业科学院青年创新项目、中央公益性科研院所基本科研基金和农业科技创新计划的资助。

链接:https://doi.org/10.1111/jipb.70062