近日，中国农科院生物所作物高光效功能基因组创新团队揭示了水稻bHLH 家族成员OsbHLH92在提高水稻光合效率和产量的作用机制，研究结果在国际知名期刊《新植物学家（New Phytologist）》上在线发表。
OsbHLH92过表达及基因编辑材料形态与细胞学图片
作物直立叶片有利于塑造良好的植株形态与冠层结构，对密植栽培进而提高群体光合效率和产量具有重要意义。但是叶片直立常常伴随着籽粒变小、育性降低等不良性状，如何打破叶片直立与籽粒变小之间的连锁关系、从而实现作物群体光合效率与产量增加是育种实践中的难题之一。
本研究通过水稻突变体库筛选获得叶夹角增大、粒重增加的突变体lam1-D。利用图位克隆、CRISPR/Cas9和过表达实验证实了OsbHLH92（典型的HLH 家族成员）过量表达是导致叶角度增大的主要原因。生理生化和遗传实验表明OsbHLH92是油菜素内酯RGA信号通路的新组分。利用基因编辑敲除OsbHLH92，突变体植株叶夹角显著减小，但粒重不受影响。利用穗特异的启动子（pDEP1）驱动OsbHLH92表达，在不改变叶片形态的前提下，增加了粒重，单产至少提高了10%。本研究揭示了油菜素内酯非典型的RGA信号通路成员在提高作物种植密度和增加产量的应用潜力，为优化作物光合效率与产量提供理论与科学依据，同时也为其它作物提供密植、高产基因资源。
生物所博士生滕守振、刘启明和陈国鑫为该论文的共同第一作者，路铁刚研究员、张治国研究员、孙学辉副研究员为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划和中国农业科学院科技创新工程的资助。