中国科学院东北地理所在水稻地上穗发育及地下根系发育调控机制上取得系列新进展

　　水稻每穗颖花数是产量的重要构成因素，并且具有较大的变异性和可调性，增加每穗颖花数是提高水稻库容和产量潜力的重要途径。颖花退化易在不利的气候、栽培措施不当等条件下发生，对产量造成严重影响，以往的研究大多对其生理机制进行了探索，而对其遗传的分子机制研究不多。因此，了解颖花退化的分子机制，挖掘参与穗发育的关键基因，对指导培育高产水稻品种具有重要意义。

 

　　近日，安徽省农业科学院水稻研究所倪大虎团队和中国科学院东北地理与农业生态研究所方军团队在Plant, Cell & Environment（中科院一区TOP）上发表了题为“Ca2+ Deficiency Triggers Panicle Degeneration in Rice Mediated by Ca2+/H+Exchanger OsCAX1a”的研究论文，发现水稻也怕“缺钙”，详细阐述了OsCAX1a在水稻钙离子运输和分配中的重要作用，探究了钙缺乏诱发水稻颖花退化的内在机理，为进一步精准施肥提高水稻的产量打下了基础。

 

　　水稻所甘泉博士为论文第一作者，中科学东北地理与农业生态研究所方军研究员、水稻所倪大虎研究员为论文共同通讯作者；研究得到了安徽省重点研发计划、安徽省自然科学基金和水稻遗传育种安徽省重点实验室开放基金的支持。

 

　　根系是植物吸收养分和水分的主要器官，根生就生，根亡则亡；作物根系决定产量。

 

　　因此，寻找水稻根系发育调控基因并验证其功能一直是水稻育种工作者关注的重点之一。我所方军研究团队与兴安盟农牧业科学研究所徐兴健研究团队合作，在Rice（中科院一区TOP）上发表了题为“Ubiquitin-conjugating enzyme OsUBC11 affects the development of roots via auxin pathway”研究论文，研究人员鉴定出一个泛素结合酶基因OsUBC11调控了水稻主根及侧根的伸长，阐释了OsUBC11参与生长素途径来调控根的发育，为水稻根系发育研究及泛素结合酶分子调控机制提供新的思路。这对水稻根系发育调控网络提供重要补充，也为泛素结合酶家族基因的具体分子调控机制提供了新见解。
 

　　中国科学院东北地理与农业生态研究所博士生韩云飞为该论文第一作者，方军研究员和兴安盟农牧科学研究所徐兴健研究员为共同通讯作者。相关工作得到中科院先导项目（XDA28100301）、国家自然科学基金（U20A2025）等项目联合资助。

 

　　论文信息如下：

 

　　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

 

　　论文链接：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

 

　　论文链接：https://doi.org/10.1186/s12284-023-00626-3