近日，農(nóng)學院王州飛教授團隊在國際知名學術(shù)期刊New Phytologist在線發(fā)表了題為“OsNAC3 regulates seed germination involving abscisic acid pathway and cell elongation in rice”的研究論文（論文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.19362）。該研究揭示了OsNAC3調(diào)控水稻種子萌發(fā)的分子機制，并明確了其在育種中的利用價值。

近年來，直播稻輕簡栽培在我國得到了廣泛應用，種子快速萌發(fā)對于保證直播稻田間出苗具有重要意義。因此，挖掘調(diào)控水稻種子萌發(fā)的新基因，揭示其分子機制及育種利用價值，能為促進直播稻生產(chǎn)提供重要線索。

本研究在前期水稻種子萌發(fā)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中，挖掘和鑒定到轉(zhuǎn)錄因子OsNAC3是一個調(diào)控種子萌發(fā)的關(guān)鍵因子，該基因正調(diào)控種子萌發(fā)。分子機制研究表明，在種子萌發(fā)過程中，OsNAC3可以直接與ABA分解代謝基因OsABA8ox1和細胞延長基因OsEXP4的啟動子結(jié)合，從而激活它們的表達；同時，研究發(fā)現(xiàn)OsNAC3通過直接影響OsEXP4表達和間接影響ABA介導的OsEXP4表達，決定胚細胞伸長，從而調(diào)節(jié)種子萌發(fā)。基因單倍型分析表明，優(yōu)異單倍型Hap2主要分布在秈稻中，將秈稻的優(yōu)異單倍型導入到粳稻中，或在粳稻中過表達OsNAC3基因，能有效提高田間直播條件下粳稻種子發(fā)芽和后期幼苗生長。

這是繼今年4月團隊在Nature Communications上發(fā)表論文，報道了水稻種子耐淹萌發(fā)調(diào)控機制之后，再一次在種子萌發(fā)分子調(diào)控機制研究領(lǐng)域取得的新進展。研究結(jié)果為今后通過分子育種培育適宜直播的水稻品種提供重要線索。

OsNAC3基因在直播稻生產(chǎn)中應用價值

博士后黃成威和副教授趙佳為本論文的共同第一作者，王州飛教授和何永奇副教授為共同通訊作者。本研究得到了國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、“雙一流”學科建設(shè)和提升專項等項目的資助。

文圖/農(nóng)學院