挖掘水稻新的抽穗期基因并解析其作用機制，對培育高產、優質、廣適的水稻品種具有重要意義。記者7月21日獲悉，中國工程院院士萬建民團隊通過克隆一個在長日照條件下特異性調控水稻抽穗的基因，發現該基因可以調控水稻生物鐘核心基因OsCCA1的mRNA剪接，影響水稻抽穗期。相關研究成果日前發表在國際學術期刊《自然·通訊》上。
“在一定范圍內，水稻接收的光照時間越短，抽穗越快，水稻越早熟。”論文的共同通訊作者、南京農業大學教授周時榮介紹，水稻的抽穗受光信號與內源生物鐘系統的復雜調控。然而，關于光信號整合至水稻生物鐘網絡的機制仍迷霧重重。
研究團隊克隆了一個在長日照條件下特異性調控水稻抽穗的基因ELD1。該基因功能完全缺失會導致水稻胚胎死亡，但當特定氨基酸發生突變時，不僅能夠顯著促進水稻抽穗，而且不會出現明顯的農藝性狀缺陷。
周時榮介紹，在全基因組范圍內，ELD1能夠調控上千個基因的可變剪接，尤其是在生物鐘核心基因OsCCA1上，會介導多個位點的剪接事件。
“水稻和人類一樣，都有生物鐘。不同的生物鐘節律會影響水稻抽穗。ELD1主要通過OsCCA1-Hd1通路影響水稻抽穗期。”周時榮說，團隊進一步研究發現，光信號通過光敏色素phyB調控ELD1，再影響OsCCA1，從而調控水稻的抽穗期。
周時榮介紹，上述研究不僅揭示了光信號調控水稻抽穗期的全新機制，還在分子育種上取得了突破。研究團隊利用堿基編輯技術，對ELD1關鍵氨基酸進行定點突變，為寧粳7號、寧粳4號等優良品種培育出早抽穗新種質開辟了新路徑。
“本研究為解決秈粳雜交F1代超親遲熟問題提供了重要的基因資源和理論支撐，對培育廣適性的水稻新品種具有重要意義。”周時榮說。
責任編輯：陸迪
