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(yōu)質、廣適的水稻品種具有重要意義。6月19日，中國工程院院士萬建民團隊在國際學術期刊《自然·通訊》刊發(fā)的論文中指出，該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(fā)現(xiàn)其可以調控水稻的生物鐘核心基因OsCCA1的mRNA剪接，影響水稻抽穗期。

“在一定范圍內，水稻接收的光照越短，抽穗越快，水稻越早熟?！闭撐牡墓餐ㄓ嵶髡?、南京農業(yè)大學教授周時榮介紹，抽穗期影響水稻的產量和品質，水稻的抽穗受光信號與內源生物鐘系統(tǒng)的復雜調控。然而光信號如何整合至生物鐘網(wǎng)絡的機制仍迷霧重重。

此次研究中，科研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，但特定氨基酸的突變可顯著促進抽穗而沒有明顯的農藝性狀缺陷。

周時榮介紹，ELD1可與OsNKAP蛋白及多個核心mRNA剪接因子互作。ELD1在全基因組范圍內能夠調控上千個基因的可變剪接，特別是在生物鐘核心基因OsCCA1上介導多個位點的剪接事件。

“植物和人一樣，都有生物鐘。不同的生物鐘節(jié)律，影響了水稻的抽穗。ELD1主要通過 OsCCA1-Hd1通路影響水稻抽穗期?！敝軙r榮說，團隊進一步研究發(fā)現(xiàn)，光信號通過光敏色素phyB調控ELD1，再影響OsCCA1，從而調控水稻的生物鐘。

周時榮介紹，本研究不僅揭示了光信號調控水稻抽穗期的全新機制，且在分子育種上取得突破?？蒲袌F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(yōu)良品種培育出早抽穗新種質，為植物發(fā)育必需基因在育種中的應用提供了新范式。

“本研究為解決秈粳雜交F1代超親遲熟問題提供了重要基因資源和理論支撐，對培育廣適性水稻新品種具有重要意義?！敝軙r榮說。

【科技日報】我國科學家發(fā)現(xiàn)調控水稻抽穗期的關鍵基因

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