李仕贵教授团队揭示重穗型水稻抗倒伏新机制

近日，Journal of Integrative Plant Biology (1区TOP，IF 7.06 ) 杂志在线发表了水稻研究所题为“Loss of Gn1a/OsCKX2 confers heavy-panicle rice with excellent lodging resistance”的研究论文，报道了李仕贵教授团队在重穗型水稻抗倒伏机制方面的新进展。

该研究团队利用抗倒性优良的重穗型杂交稻骨干亲本蜀恢498和宜恢3551构建的重组自交系进行抗倒伏QTL定位分析，克隆到一个主效QTL位点，qPND1。基因精细定位与遗传互补等试验发现候选基因为细胞分裂素氧化酶基因OsCKX2/Gn1a。蜀恢498中OsCKX2/Gn1a第三外显子有11bp的缺失造成移码突变且翻译提前终止。携带有gn1aR498型等位基因的植株茎秆直径、抗折力极显著高于gn1aR3551植株及互补株系。进一步研究发现OsCKX2/Gn1a不仅影响茎秆的发育，还在根维管组织中表达，促进不定根的生长，从而形成更加发达的根系。基因聚合分析发现gn1aR498与优良基因STRONG CULM2 (SCM2)和SCM3的聚合能进一步增强水稻抗倒伏能力。

另外，团队前期研究还证实了无功能型的gn1aR498是重穗型水稻品种产量的决定因素，且通过蒸煮食味品质分析发现该优良等位基因在提高产量、增强抗倒伏能力的同时不影响稻米品质。

OsCKX2/Gn1a在水稻根系中高表达、调控根系发育

随着城市化发展，因机插与直播等精简化栽培技术的广泛运用及化肥的大量使用，水稻倒伏日益严重，生产上急需抗倒伏能力强的优良水稻品种。本研究成功解析了重穗型杂交稻亲本蜀恢498抗倒伏遗传机制，为高产、抗倒的重穗型水稻新品种选育提供了理论支撑。

OsCKX2/Gn1a是水稻高产和抗倒伏的关键基因

本研究获得国家自然科学基金和四川省科技计划项目的资助。四川农业大学涂斌副教授、张涛博士、周雷硕士，广东省农科院水稻研究所王石光博士为本论文并列第一作者，王玉平教授与李仕贵教授为通讯作者。成都市农业职业技术学院的郑灵副研究员参与了研究。

论文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34783157/

（撰稿：涂斌     审稿：吴先军）