合肥研究院等在脆秆水稻机理研究方面取得进展

来源：合肥物质科学研究院   发布者：张荐辕   日期：2015-09-16  

中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所研究员吴跃进课题组与中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员傅向东课题组合作，围绕调控水稻脆秆突变性状的分子机理开展研究，通过图位克隆技术获得了控制脆秆特性的基因CEF1，并对基因功能以及调控模式进行了深入解析，相关研究结果9月8日在线发表于Plant Molecular Biology，博士研究生叶亚峰和副研究员刘斌美为该论文的共同作者。 由于水稻秸秆数量多、体积大且降解速度慢，难以在短时间内及时处理，影响后茬作物播种，成为生产上的棘手问题。秸秆直接焚烧会造成环境污染和资源浪费。为了破解秸秆还田的难题，技术生物所科研人员通过离子束诱变技术创建水稻脆秆突变体，在保持优良农艺性状的同时，收获时秸秆更加容易破碎，有利于直接还田，变废为宝。 水稻脆秆突变体CEF1的脆性特征表现为组织特异性，不同组织的机械抗折力差异显著，茎秆易于折断，而叶片表现正常。克隆的脆秆基因CEF1是编码水稻MYB家族的一个转录因子OsMYB103L。表达模式分析表明CEF1基因主要在抽穗期水稻节间和穗部表达，通过直接结合纤维素合成相关基因CESA4、CESA7、CESA9和BC1的启动子，调控次生细胞壁结构的形成。CEF1基因能够调控下游多个转录因子的表达，是次生细胞壁合成的重要控制因子。另外，功能研究也表明CEF1基因参与了GA介导的纤维素合成途径。这些研究结果从分子水平揭示了脆秆特性形成的机制，为分子设计培育新的脆秆水稻品种奠定理论基础。 该工作得到农业部转基因重大科技专项和国家自然科学青年基金等项目的支持。

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