禾谷類作物的胚乳是人類糧食和動(dòng)物飼料的主要來(lái)源，也為工業(yè)產(chǎn)品提供大量原材料。禾谷類作物胚乳發(fā)育和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)累積與糧食的產(chǎn)量和品質(zhì)直接相關(guān)，其分子機(jī)制研究是國(guó)際植物發(fā)育生物學(xué)領(lǐng)域中的重要課題，對(duì)于保障國(guó)家糧食安全和人民身體健康具有重要意義。

 

　　中國(guó)科學(xué)院植物研究所劉春明研究組致力于水稻胚乳發(fā)育和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)累積的調(diào)控研究。研究組探究了水稻穎果和胚乳發(fā)育過(guò)程中每一細(xì)胞類型的形態(tài)、細(xì)胞分化和細(xì)胞程序化死亡時(shí)間節(jié)點(diǎn)；從分子遺傳學(xué)水平解析了灌漿過(guò)程的調(diào)控機(jī)制；揭示了胚乳細(xì)胞通過(guò)能量穩(wěn)態(tài)和DNA去甲基化調(diào)控糊粉層厚度的機(jī)理；利用遺傳誘變與篩選獲得糊粉層增厚的高營(yíng)養(yǎng)水稻種質(zhì)資源，并通過(guò)與香型紫米品種雜交創(chuàng)制了高營(yíng)養(yǎng)中紫系列紫米新品種。近日，研究組就禾谷類作物胚乳發(fā)育和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)累積等研究撰寫綜述文章，系統(tǒng)總結(jié)了過(guò)去30余年禾谷類作物胚乳發(fā)育和貯藏物質(zhì)積累的分子調(diào)控研究，闡析了糊粉層和淀粉胚乳分化、灌漿過(guò)程中糖運(yùn)輸和卸載的可能機(jī)制，提出了以細(xì)胞質(zhì)膜完整性喪失、胞間糖自由流動(dòng)為基礎(chǔ)的“自由貿(mào)易”淀粉合成工廠模型，并對(duì)該領(lǐng)域面對(duì)的重要科學(xué)問(wèn)題和未來(lái)發(fā)展方向提出了見(jiàn)解。

 

　　相關(guān)研究成果在線發(fā)表在Annual Review of Plant Biology上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。