科学家揭示水稻破土出苗关键调控机制

  本报北京6月27日电（记者杨舒）育秧、移栽是人们常见的水稻栽培方式，而将稻种直接播入大田进行水稻直播，是近年来一种轻简化的栽培方式，但也存在出苗率较低的问题。近日，中国水稻研究所胡培松院士团队研究发现，在水稻覆土直播中，水稻1号染色体上存在一段能同时控制幼苗中胚轴伸长与出苗率的主效数量性状基因qME1。该研究揭示了调控水稻破土出苗的新机制，为选育适合直播的水稻新品种提供重要参考，相关研究成果在线发表在学术期刊《植物学报》上。

  研究团队专家介绍，随着社会发展，传统精耕细作式的水稻育秧移插栽培方式已难以满足现代农业生产的需求，以省力、省工为特点的轻简化栽培方式——水稻直播栽培技术展现出巨大的发展潜力。但目前水稻直播还存在用种量大、出苗率较低、出苗不均匀等问题，严重制约了其在更大范围内的推广应用。

  研究表明，水稻中胚轴伸长对幼苗破土出苗具有关键作用，是提供其迅速破土的主要动力。因此研究中胚轴在出苗过程中伸长的作用机理、鉴定控制中胚轴伸长的优异基因对于推广水稻直播技术具有重要的意义。而此前研究已表明，现代栽培稻普遍丢失了长中胚轴这一古老的性状，但其背后的遗传驯化基础并不清楚。

  由此，在国家自然科学基金等项目的支持下，研究人员利用基因技术，通过实验发现基因qME1赋予了水稻长中胚轴性状。进一步研究发现，水稻覆土的机械压力通过诱导释放乙烯，最终促进了水稻中胚轴的伸长。研究人员通过进一步驯化研究发现，中胚轴伸长性状在水稻矮化育种中被逐渐丢失，也暗示长中胚轴是野生稻及早期水稻在破土出苗时适应恶劣环境的关键因素之一。此外，该研究还发现qME1具有耐淹、早生快发等优点，在水稻中胚轴部位异位表达这一基因，能在不显著影响水稻株高和抗倒伏性的前提下促进中胚轴的伸长。