交汇点讯 想吃到外观晶莹剔透的米饭,往往要用发芽慢、活力弱的种子来种(粳稻);而用出苗快、活力强的种子,收获的稻米却常有白斑、卖相差(籼稻)。这一困扰水稻育种界的矛盾,如今被中国科学家找到了关键突破口。12月15日,南京农业大学万建民院士团队在国际权威学术期刊《自然·遗传学》上发表重要成果,他们发现,水稻中有一个名叫OsTPS8的基因,如同“总开关”一样,能够协同稻米的外观品质(垩白) 和种子的萌发活力。
通俗地说,OsTPS8基因通过控制一种名为“海藻糖-6-磷酸”的信号分子水平来发挥作用。这个信号分子就像一套“刹车系统”,当“刹车”强时:米粒在灌浆时淀粉分解慢,长得结实透亮,“颜值”高,但同时种子萌发所需的“能量”也被限制,导致发芽慢、活力弱。当“刹车”弱时:种子能快速获得萌发“能量”,出苗快、抗逆性强,但米粒内部易形成白斑,“颜值”下降。
研究进一步揭示了“籼粳之别”的根源:在漫长的驯化过程中,籼稻被自然选择了“弱刹车”版本的基因,以获得更高的种子活力来保障收成;而粳稻则保留了“强刹车”版本,更注重米粒的外观品质。
该项研究的最大价值在于首次完整揭示了连接外观与活力的分子通路,为解决这一育种矛盾提供了精准的靶点。未来,育种家有望通过分子设计技术,精细调节这个“开关”,培育出 “既好看又好种” 的水稻新品种,实现品质与产量的双赢。
该研究由南京农业大学与中国农业科学院合作完成,研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和江苏省种业振兴“揭榜挂帅”项目、中国农科院科技创新工程和南京农业大学中央高校基本科研业务费等项目资助。
新华日报·交汇点记者 杨频萍
通讯员 王益华 陈小丽 武昕宇

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