“绿色革命”新进展: 赤霉素与氮营养双重调控的表观修饰助力水稻高产高效育种

• 作者: 韩美玲 谭茹姣 晁代印
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: 水稻 分蘖数 氮利用效率 组蛋白修饰
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• 所属期刊栏目: 热点评
• 页码范围: 5-8
• 页数: 3页
• 语种: 中文
• DOI: 10.11983/CBB20002

摘要

以半矮秆育种为代表的“绿色革命”极大地提高了作物产量, 但也带来氮营养利用效率降低的严重问题。“绿色革命”主要基于调控赤霉素的代谢和信号转导而实现。前期的研究发现, 赤霉素信号转导关键因子DELLA蛋白通过调控GRF4而负调控氮素的吸收利用, 为半矮秆品系氮利用效率低的问题提供了解决方案。最近的一项研究进一步揭示了GA信号途径与氮响应交叉互作的新机制。该研究发现水稻(Oryza sativa) NGR5是氮素调控分蘖数目的一个关键基因, 其表达受氮诱导。通过招募PRC2, NGR5对D14和OsSPL14等分蘖抑制基因所在位点进行H3K27me3甲基化修饰, 从而抑制其表达。而在半矮秆背景下超表达NGR5可以提高低氮水平下的水稻产量。NGR5同时也被发现为赤霉素受体GID1的一个新靶标, 受到其负调控。该研究发现了调控赤霉素信号通路的新机制, 并对高产高效的新一代“绿色革命”育种实践具有重要启示。