科技日报记者 金凤
稻米的垩白与种子活力是否存在内在联系，如今有了答案。12月15日，记者从南京农业大学获悉，中国工程院院士万建民领衔的团队在稻米中鉴定出一个调控稻米垩白的关键基因OsTPS8，并深入解析了该基因通过影响稻米胚乳中小分子化合物海藻糖-6-磷酸的合成，协同调控垩白形成与种子萌发的分子机制。该成果于15日发表于国际权威学术期刊《自然·遗传学》。
论文的共同第一作者兼共同通讯作者、南京农业大学教授王益华介绍：“有研究显示，粳稻垩白率低，萌发速度慢，而籼稻垩白率高，萌发速度快，是什么原因造成这种差异一直成谜。”
此次研究中，团队发现调控垩白的基因是OsTPS8。当它与OsTPS1互作时，TPS1的活性被抑制了，这降低了海藻糖-6-磷酸的生成，导致稻米发育的胚乳中α-淀粉酶活性增加，胚乳淀粉降解得多，于是垩白形成。
不同的水稻品种中，OsTPS8表达水平为何不同？团队在OsTPS8启动子区域，发现一个功能性单核苷酸自然变异，影响了转录因子OsbHLH001与OsTPS8启动子的结合能力，从而造成OsTPS8在籼稻与粳稻中表达水平的差异。
随后，团队又将OsTPS8划分为OsTPS8ASO和OsTPS8IR24两种单倍型，这两种单倍型的基因表达水平不同。垩白更少的粳稻中保留了与野生稻一致的OsTPS8ASO单倍型，而OsTPS8IR24单倍型则在籼稻驯化过程中被优先选择，且籼稻中携带OsTPS8IR24单倍型的种子的α-淀粉酶活性高、萌发快。
王益华表示，该研究首次揭示了OsTPS8调控Tre6P信号分子的水平，以及稻米垩白和种子活力的分子机制，这为水稻分子育种提供了重要靶点。
“如果想提高稻谷的外观，可以用OsTPS8ASO；如果想让种子快速萌发，可以选择OsTPS8IR24，但这种单倍型种子的垩白率高，未来有望通过精准调控OsTPS8表达，并考虑与其他基因的聚合，实现稻米外观与种子活力的协同改良。”王益华说。
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