近日，中國水稻研究所胡培松院士領(lǐng)銜的科研團隊和國內(nèi)科研單位合作研究闡明了一種碳氮協(xié)同互作調(diào)控水稻分蘗芽發(fā)育的新機制，將為水稻增產(chǎn)提供重要的理論依據(jù)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《新植物學家（NewPhytologist）》上。

 

　　分蘗數(shù)是水稻重要的農(nóng)藝性狀之一，因為分蘗數(shù)決定著有效穗數(shù)，最終決定水稻的產(chǎn)量。研究表明水稻分蘗的形成包括分蘗芽的起始和伸長兩個生物學過程，其調(diào)控機制也日漸清晰，然而光合作用如何協(xié)同糖和氮信號調(diào)控分蘗芽發(fā)育的分子機制并不清楚。

 

　　該研究通過正向遺傳學手段鑒定了一個調(diào)控水稻分蘗數(shù)目的關(guān)鍵基因-光合作用基因DTN1，該基因突變體會導(dǎo)致水稻光合速率降低，葉片和腋芽中蔗糖和其他糖含量減少，從而導(dǎo)致分蘗數(shù)目的減少，外源蔗糖處理可恢復(fù)分蘗減少的表型。

 

　　太陽光處理可促進粳稻品種日本晴分蘗芽的伸長，利用太陽光（室外）和日光燈（室內(nèi)）不同處理后的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)鑒定到光合作用基因DTN1和氮素響應(yīng)基因NGR5均受到太陽光誘導(dǎo)表達，而該基因突變體中氮素響應(yīng)基因表達量顯著降低，在另一突變體中過表達氮素響應(yīng)基因可以部分回復(fù)該突變體分蘗數(shù)減少的表型。綜合以上結(jié)果，研究人員發(fā)現(xiàn)光合作用關(guān)鍵基因DTN1通過調(diào)控糖含量正向調(diào)節(jié)氮素響應(yīng)基因的表達，進而影響水稻分蘗芽的發(fā)育。

 

　　該研究得到了國家自然科學基金、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程等項目的支持。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1111/nph.19921