新研究揭示水稻种子耐淹性调控机制

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近日，华南农业大学农学院教授王州飞团队在国家自然科学基金、广东省自然科学基金等项目的资助下，在Nature Communications期刊在线发表研究论文，揭示了淹水条件下水稻种子胚芽鞘伸长的调控机制。何永奇、孙珊为该论文共同第一作者，王州飞为通讯作者。

OsUGT75A调控淹水条件下水稻胚芽鞘伸长示意图。研究团队 供图

近年来，直播稻轻简栽培得到广泛应用，但与插秧栽培方式相比，草害是直播稻生产中遇到的重要问题之一。生产上常用“以水控草”方式除草，但是长期淹水会导致种子萌发困难、田间成苗率低，严重影响直播稻产量。

水稻对淹水胁迫的适应，涉及两种不同的对立机制，即“静止策略”和“逃逸策略”。其中，“逃逸策略”指在淹水条件下，水稻胚芽鞘快速伸长，迅速升至水面，从而将氧气输送到种子中，进行有氧呼吸，对保障直播稻成苗具有重要作用。

该研究鉴定到一个控制淹水条件下水稻胚芽鞘快速伸长的关键基因OsUGT75A（编码一个UDP-葡萄糖基转移酶）。该基因通过糖基化脱落酸（ABA）和茉莉酸（JA），精准调控种子和胚芽鞘中游离态ABA和JA含量，从而通过ABA和JA信号通路介导胚芽鞘伸长；在粳稻中鉴定到了OsUGT75A基因优异单倍型，并验证了该基因在提高水稻耐淹性遗传改良中的应用价值。

该研究成果进一步揭示了水稻通过“逃逸策略”提高耐淹性的分子机制，为今后培育适宜淹水直播的水稻品种提供线索，为保障直播稻安全生产提供帮助。