近日，中國水稻研究所研究員、中國工程院院士胡培松團隊在《植物學報（英文版）》（JIPB: Journal of Integrative Plant Biology）上在線發表了論文 。該研究發現在水稻1號染色體上存在一個同時控制水稻覆土直播幼苗中胚軸伸長與出苗率的主效QTL。
作為一種新型、輕簡化的栽培模式，水稻直播展現出巨大發展潛力。但水稻直播也存在著用種量大、出苗率較低、出苗不均勻等問題，這些問題嚴重制約了其在更大范圍內的推廣應用。
水稻覆土出苗的動力源主要靠幼苗中胚軸和胚芽鞘的伸長。中胚軸伸長是決定水稻品種適宜覆土直播的關鍵因素。有趣的是，現代栽培稻普遍丟失了長中胚軸這一古老的性狀，但其背后的遺傳馴化基礎并不清楚。
該研究利用圖位克隆及遺傳互補實驗證明，水稻“綠色革命”基因SD1為qME1目的基因。同時發現水稻覆土機械壓力通過誘導釋放乙烯，乙烯信號轉錄因子OsEIL1直接結合ME1基因啟動子，促進GA合成。進而減弱DELLA蛋白抑制PIF轉錄因子對下游擴張蛋白的轉錄活性，最終促進水稻中胚軸伸長。
馴化研究發現，中胚軸伸長性狀在矮化育種中逐漸丟失，也暗示長中胚軸作為一種古老的性狀是野生稻及綠色革命前水稻品種等適應破土出苗時惡劣環境的關鍵因素之一。
此外，該研究還發現qME1具有耐淹、早生快發等優點，中胚軸部位異位表達ME1能在不顯著影響水稻株高和抗倒伏性的前提下促進中胚軸伸長。總之，該研究揭示了調控水稻中胚軸伸長、破土出苗的新機制，為選育適合直播的水稻新品種提供很好的參考。
中國水稻研究所特聘副研究員呂育松與浙江大學博士研究生董欣麗為論文共同第一作者，胡培松、中國水稻研究所研究員魏祥進和唐紹清為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、浙江省科技計劃、浙江省重點研發計劃和中國農科院創新工程等項目的支持。
相關論文信息：https://doi.org/10.1111/jipb.13671
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