中國科學(xué)院東北地理所在水稻地上穗發(fā)育及地下根系發(fā)育調(diào)控機制上取得系列新進展

　　水稻每穗穎花數(shù)是產(chǎn)量的重要構(gòu)成因素，并且具有較大的變異性和可調(diào)性，增加每穗穎花數(shù)是提高水稻庫容和產(chǎn)量潛力的重要途徑。穎花退化易在不利的氣候、栽培措施不當(dāng)?shù)葪l件下發(fā)生，對產(chǎn)量造成嚴(yán)重影響，以往的研究大多對其生理機制進行了探索，而對其遺傳的分子機制研究不多。因此，了解穎花退化的分子機制，挖掘參與穗發(fā)育的關(guān)鍵基因，對指導(dǎo)培育高產(chǎn)水稻品種具有重要意義。

 

　　近日，安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所倪大虎團隊和中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所方軍團隊在Plant, Cell & Environment（中科院一區(qū)TOP）上發(fā)表了題為“Ca2+ Deficiency Triggers Panicle Degeneration in Rice Mediated by Ca2+/H+Exchanger OsCAX1a”的研究論文，發(fā)現(xiàn)水稻也怕“缺鈣”，詳細(xì)闡述了OsCAX1a在水稻鈣離子運輸和分配中的重要作用，探究了鈣缺乏誘發(fā)水稻穎花退化的內(nèi)在機理，為進一步精準(zhǔn)施肥提高水稻的產(chǎn)量打下了基礎(chǔ)。

 

　　水稻所甘泉博士為論文第一作者，中科學(xué)東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所方軍研究員、水稻所倪大虎研究員為論文共同通訊作者；研究得到了安徽省重點研發(fā)計劃、安徽省自然科學(xué)基金和水稻遺傳育種安徽省重點實驗室開放基金的支持。

 

　　根系是植物吸收養(yǎng)分和水分的主要器官，根生就生，根亡則亡；作物根系決定產(chǎn)量。

 

　　因此，尋找水稻根系發(fā)育調(diào)控基因并驗證其功能一直是水稻育種工作者關(guān)注的重點之一。我所方軍研究團隊與興安盟農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究所徐興健研究團隊合作，在Rice（中科院一區(qū)TOP）上發(fā)表了題為“Ubiquitin-conjugating enzyme OsUBC11 affects the development of roots via auxin pathway”研究論文，研究人員鑒定出一個泛素結(jié)合酶基因OsUBC11調(diào)控了水稻主根及側(cè)根的伸長，闡釋了OsUBC11參與生長素途徑來調(diào)控根的發(fā)育，為水稻根系發(fā)育研究及泛素結(jié)合酶分子調(diào)控機制提供新的思路。這對水稻根系發(fā)育調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供重要補充，也為泛素結(jié)合酶家族基因的具體分子調(diào)控機制提供了新見解。
 

　　中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所博士生韓云飛為該論文第一作者，方軍研究員和興安盟農(nóng)牧科學(xué)研究所徐興健研究員為共同通訊作者。相關(guān)工作得到中科院先導(dǎo)項目（XDA28100301）、國家自然科學(xué)基金（U20A2025）等項目聯(lián)合資助。

 

　　論文信息如下：

 

　　Quan Gan, Fengshun Song,Chuanzhong Zhang, Zhongmin Han, Bin Teng, Cuixiang Lin, Dongfang Gu, Jiajia Wang, Huan Pei, Ji Wu, Jun Fang*,Dahu Ni*. 2023. Ca2+ Deficiency Triggers Panicle Degeneration in Rice Mediated by Ca2+/H+Exchanger OsCAX1a. Plant, Cell & Environment. doi.org/10.1111/pce.14550

 

　　論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pce.14550

 

　　Yunfei Han, Chuanzhong Zhang, Hanjing Sha, Xiaojing Wang, Yue Yu, Jia Liu, Guangxin Zhao, Jingying Wang, Guankai Qiu, Xingjian Xu* and Jun Fang*. 2023. Ubiquitin-conjugating enzyme OsUBC11 affects the development of roots via auxin pathway. Rice. doi.org/10.1186/s12284-023-00626-3

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1186/s12284-023-00626-3