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稻米的堊白與種子活力是否存在內(nèi)在聯(lián)系，如今有了答案。12月15日，記者從南京農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，中國(guó)工程院院士萬(wàn)建民領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)在稻米中鑒定出一個(gè)調(diào)控稻米堊白的關(guān)鍵基因OsTPS8，并深入解析了該基因通過(guò)影響稻米胚乳中小分子化合物海藻糖-6-磷酸的合成，協(xié)同調(diào)控堊白形成與種子萌發(fā)的分子機(jī)制。該成果于15日發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·遺傳學(xué)》。

論文的共同第一作者兼共同通訊作者、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授王益華介紹：“有研究顯示，粳稻堊白率低，萌發(fā)速度慢，而秈稻堊白率高，萌發(fā)速度快，是什么原因造成這種差異一直成謎?！?/p>

此次研究中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)調(diào)控堊白的基因是OsTPS8。當(dāng)它與OsTPS1互作時(shí)，TPS1的活性被抑制了，這降低了海藻糖-6-磷酸的生成，導(dǎo)致稻米發(fā)育的胚乳中α-淀粉酶活性增加，胚乳淀粉降解得多，于是堊白形成。

不同的水稻品種中，OsTPS8表達(dá)水平為何不同？團(tuán)隊(duì)在OsTPS8啟動(dòng)子區(qū)域，發(fā)現(xiàn)一個(gè)功能性單核苷酸自然變異，影響了轉(zhuǎn)錄因子OsbHLH001與OsTPS8啟動(dòng)子的結(jié)合能力，從而造成OsTPS8在秈稻與粳稻中表達(dá)水平的差異。

隨后，團(tuán)隊(duì)又將OsTPS8劃分為OsTPS8ASO和OsTPS8IR24兩種單倍型，這兩種單倍型的基因表達(dá)水平不同。堊白更少的粳稻中保留了與野生稻一致的OsTPS8ASO單倍型，而OsTPS8IR24單倍型則在秈稻馴化過(guò)程中被優(yōu)先選擇，且秈稻中攜帶OsTPS8IR24單倍型的種子的α-淀粉酶活性高、萌發(fā)快。

王益華表示，該研究首次揭示了OsTPS8調(diào)控Tre6P信號(hào)分子的水平，以及稻米堊白和種子活力的分子機(jī)制，這為水稻分子育種提供了重要靶點(diǎn)。

“如果想提高稻谷的外觀，可以用OsTPS8ASO；如果想讓種子快速萌發(fā)，可以選擇OsTPS8IR24，但這種單倍型種子的堊白率高，未來(lái)有望通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控OsTPS8表達(dá)，并考慮與其他基因的聚合，實(shí)現(xiàn)稻米外觀與種子活力的協(xié)同改良。”王益華說(shuō)。