南農(nóng)萬建民院士團(tuán)隊(duì)破解水稻生存策略基因密碼
來源： 紫牛新聞
2025-12-18 13:56:00
大米上白色的部分（稱為“堊白”）會影響米的外觀、加工和口感。而種子活力則關(guān)系到種子發(fā)芽是否整齊、幼苗是否健壯。一直以來人們注意到，粳稻（如東北大米）堊白少但發(fā)芽慢，而秈稻（如南方雜交稻）堊白多但發(fā)芽快，但這兩者之間為什么存在這種關(guān)聯(lián)，原因并不清楚。北京時(shí)間2025年12月15日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)萬建民院士團(tuán)隊(duì)在《自然—遺傳學(xué)》（Nature Genetics）上在線發(fā)表論文。研究團(tuán)隊(duì)鑒定到一個(gè)調(diào)控稻米堊白的關(guān)鍵基因OsTPS8，其編碼海藻糖-6-磷酸合酶，深入解析了OsTPS8通過影響海藻糖-6-磷酸（Tre6P）合成，協(xié)同調(diào)控堊白形成與種子萌發(fā)的分子機(jī)制。
萬建民院士團(tuán)隊(duì)在《Nature Genetics》發(fā)表研究成果
“OsTPS8基因就像一個(gè)‘中央調(diào)度員’，在水稻灌漿的關(guān)鍵時(shí)期開始活躍。它的主要作用是調(diào)控一種名為海藻糖-6-磷酸（Tre6P）的信號分子。我們可以把Tre6P比作一個(gè)‘籽粒智能調(diào)節(jié)器’。當(dāng)水稻灌漿時(shí)，如果OsTPS8這個(gè)‘調(diào)度員’很活躍，就會抑制Tre6P的合成。低水平的Tre6P會‘下達(dá)指令’，提高淀粉酶的產(chǎn)量，加速淀粉分解。這個(gè)過程一方面會導(dǎo)致堊白形成。但另一方面，高活性的淀粉酶也為種子萌發(fā)儲備了充足能量，從而提高了種子活力。這其實(shí)是水稻在漫長進(jìn)化中形成的一種生存策略：在環(huán)境不確定時(shí)，優(yōu)先保障后代種子的生存能力，哪怕暫時(shí)犧牲一些外觀品質(zhì)（如形成堊白）。我們的研究，就是破解了這個(gè)策略背后的基因密碼?！蹦暇┺r(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院副院長王益華教授解釋說。
“這個(gè)發(fā)現(xiàn)非常有趣，它讓我們對‘馴化’有了更深的理解。我們一開始研究的堊白，是人類定義的‘品質(zhì)性狀’，我們以為它的優(yōu)劣是馴化的目標(biāo)。但基因分析卻顯示，OsTPS8在秈稻中被選擇，并不是因?yàn)槿祟愊矚g高堊白。事實(shí)上恰恰相反，它被選擇是因?yàn)樗B帶的高種子活力特性，更適應(yīng)低緯度地區(qū)高溫高濕的環(huán)境，能保證種子快速、整齊地萌發(fā)。這給我們上了生動(dòng)的一課：驅(qū)動(dòng)馴化的，往往是植物本身最原始的生存優(yōu)勢，而不是人類附加的審美或偏好。人類是在‘借用’這些生存優(yōu)勢的同時(shí)，再通過其他基因的選育，慢慢改良掉像高堊白這樣的‘副作用’?！蓖跻嫒A補(bǔ)充道。
這項(xiàng)研究的最大意義在于，它首次完整地揭示了同一個(gè)基因如何同時(shí)影響大米外觀和種子活力，解開了長期以來的謎團(tuán)。這為未來的水稻育種指明了新方向：科學(xué)家們可以更有目標(biāo)地調(diào)整調(diào)控這個(gè)基因，從而培育出既好看（堊白少）、又容易出苗（活力高）的優(yōu)良水稻品種。
通訊員 王益華 陳小麗 武昕宇
揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞?dòng)浾?王赟