科技日报记者 金凤
挖掘水稻新的抽穗期基因并解析其作用机制，对培育高产、优质、广适的水稻品种具有重要意义。6月19日，中国工程院院士万建民团队在国际学术期刊《自然·通讯》刊发的论文中指出，该团队通过克隆一个在长日照条件下特异性调控水稻抽穗的基因，发现其可以调控水稻的生物钟核心基因OsCCA1的mRNA剪接，影响水稻抽穗期。
“在一定范围内，水稻接收的光照越短，抽穗越快，水稻越早熟。”论文的共同通讯作者、南京农业大学教授周时荣介绍，抽穗期影响水稻的产量和品质，水稻的抽穗受光信号与内源生物钟系统的复杂调控。然而光信号如何整合至生物钟网络的机制仍迷雾重重。
此次研究中，科研团队克隆了一个在长日照条件下特异性调控水稻抽穗的基因ELD1。该基因功能完全缺失会导致水稻胚胎死亡，但特定氨基酸的突变可显著促进抽穗而没有明显的农艺性状缺陷。
周时荣介绍，ELD1可与OsNKAP蛋白及多个核心mRNA剪接因子互作。ELD1在全基因组范围内能够调控上千个基因的可变剪接，特别是在生物钟核心基因OsCCA1上介导多个位点的剪接事件。
“植物和人一样，都有生物钟。不同的生物钟节律，影响了水稻的抽穗。ELD1主要通过 OsCCA1-Hd1通路影响水稻抽穗期。”周时荣说，团队进一步研究发现，光信号通过光敏色素phyB调控ELD1，再影响OsCCA1，从而调控水稻的生物钟。
周时荣介绍，本研究不仅揭示了光信号调控水稻抽穗期的全新机制，且在分子育种上取得突破。科研团队利用碱基编辑技术对ELD1关键氨基酸进行定点突变，为宁粳7号、宁粳4号等优良品种培育出早抽穗新种质，为植物发育必需基因在育种中的应用提供了新范式。
“本研究为解决籼粳杂交F1代超亲迟熟问题提供了重要基因资源和理论支撑，对培育广适性水稻新品种具有重要意义。”周时荣说。
