如何破解水稻小麦穗发芽难题？科学家发现关键基因“双剑合璧”
2024-06-25 03:14:08
中国科学院遗传与发育生物学研究所的储成才和高彩霞团队近期取得了重大突破，他们发现了两个关键基因——SD6和ICE2，这些基因是调控水稻和小麦种子休眠的“开关”。SD6基因在种子休眠中起到抑制作用，而ICE2基因则促进种子休眠。这两项发现有望为解决因种子穗发芽导致的农业损失提供新策略。
在作物驯化过程中，人们往往更注重高产、优质、抗病虫等性状，而忽视了种子适度休眠的重要性。这导致水稻、小麦等作物在成熟期遇到连阴雨天气时，容易发生穗发芽现象，严重影响作物产量和品质，造成经济损失。因此，发掘控制种子休眠的关键基因，理解其调控机制，对于防治穗发芽灾害至关重要。
研究团队利用强休眠和弱休眠水稻品种，成功克隆了SD6基因，并发现它能够负调控水稻种子休眠。通过进一步研究，团队还发现了与SD6相互作用的转录因子ICE2，它正调控种子休眠。SD6/ICE2分子模块能够根据环境温度变化调节种子休眠，确保种子在适宜的季节萌发或保持休眠状态。
通过基因编辑技术，研究团队对易穗发芽的水稻品种进行了SD6基因改良，显著提高了水稻在连绵阴雨天气下的穗发芽抗性。同样，对小麦品种科农199的TaSD6基因进行改良后，也显著提高了小麦的穗发芽抗性。这些成果表明SD6基因在水稻和小麦的育种改良中具有重要应用价值，为农业生产提供了新的解决方案。