我科学家揭示水稻分蘖机理 尽显籼粳杂交优势

日前，国际顶级学术期刊《自然》以研究论文形式，在线发表了我国科学家一项有关水稻分枝（蘖）形成机制研究的突破性进展——中国农科院作科所万建民课题组与南京农大作物遗传和种质创新国家重点实验室合作，首次在遗传和生化层面上证实了一种被称为“D53”的蛋白参与调控水稻分蘖的机理，为水稻亚种间杂交优势利用提供了有用材料。

水稻包括秈、粳两个亚种。此前的杂交稻由于均属亚种内杂交（即籼籼杂交、粳粳杂交），单产提高已逼近极限；更大的增产空间，公认需由亚种间杂交（即籼粳杂交）获得。但籼粳杂交种普遍植株偏高、易倒伏，育性差、结实率低，培育分蘖少、茎秆粗壮、穗大的理想株型难（其中分蘖是产量形成的基础）。为此，该课题组从水稻分蘖、部分显性矮秆、理想株型等角度开展了探索性研究。

研究人员利用一个部分显性水稻矮化多分蘖突变体（dwarf 53，即d53，由日本九州大学惠赠）进行测定，表明d53是一个独脚金内酯不敏感突变体。通过精细定位和图位克隆，获得了位于水稻第11号染色体短臂末端的D53基因。该基因编码一个新的在结构上与I类Clp ATPase类似的核蛋白。功能分析发现，在独脚金内酯存在的条件下，D53蛋白可与两个已知的独脚金内酯信号分子D14、D3互作，形成D53-D14-SCFD3蛋白复合体，D53蛋白被泛素化，进而特异地被蛋白酶体系统降解，诱导下游目标基因的表达以及独脚金内酯信号的响应。它揭示的水稻分蘖机理，为实现水稻理想株型奠定了基础；它寻找发掘显性矮秆基因的努力，使水稻亚种间杂交优势利用成为可能。

中科院遗传所李家洋院士课题组，利用其发现的水稻矮化多分蘖突变体e9也独立完成相关实验并得到了与本研究相似的结论。相关论文发表在同期《自然》上。（瞿剑）