12月15日下午，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的儲(chǔ)成才研究員應(yīng)邀作客我校生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院第68期“植物生物學(xué)前沿論壇”，在第二綜合樓大報(bào)告廳給與會(huì)師生分享了題為《水稻資源高效利用的分子基礎(chǔ)》的學(xué)術(shù)報(bào)告。
報(bào)告中，儲(chǔ)成才研究員以“糧食安全永遠(yuǎn)是中國農(nóng)業(yè)的最大挑戰(zhàn)”為引，概述了自己回國后圍繞水稻產(chǎn)量三要素（即穗粒數(shù)，穗數(shù)和千粒重），通過構(gòu)建和篩選突變體庫，以正向遺傳學(xué)策略克隆了以DEP2、DLT、BG1等為代表的產(chǎn)量相關(guān)基因。在此基礎(chǔ)之上，他秉承“育種家的問題就是我們的課題”的思路，從育種工作和大田生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題中尋找科研課題，著重給大家匯報(bào)了他們課題組在光合功能期調(diào)控（葉片早衰）和氮肥高效利用兩方面的工作。
“光合作用是水稻產(chǎn)量的最終決定因子，光合功能期是決定光合作用產(chǎn)物積累量的重要因素”，儲(chǔ)成才研究員表示之前在和袁隆平院士的交流中得知，雜交稻后期的早衰現(xiàn)象會(huì)影響產(chǎn)量。因而，他嘗試結(jié)合自己課題組的一系列衰老相關(guān)突變體來解析水稻葉片衰老的機(jī)制，并取得一些重要的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)。通過對(duì)高積累一氧化氮（NO）的noe1衰老突變體的研究，他們課題組揭示了NO可以作為信號(hào)分子參與過氧化氫介導(dǎo)的水稻葉片衰老死亡過程，這更新了人們對(duì)過氧化氫引發(fā)衰老作用機(jī)制的認(rèn)識(shí)。此外，他們還發(fā)現(xiàn)了水稻衰老起始的marker基因—OsNAP,該基因的表達(dá)受生長發(fā)育調(diào)控，將其敲除可以延緩葉片衰老，并進(jìn)而解釋了OsNAP與ABA之間負(fù)反饋調(diào)節(jié)環(huán)，以及這種調(diào)控機(jī)制在平衡植物逆境響應(yīng)和生長發(fā)育方面的生物學(xué)意義。
?“氮肥在作物產(chǎn)量中起著重要作用，我國以7%的耕地消耗著世界35%的化肥，且化肥利用效率35%，大約是發(fā)達(dá)國家的1/2”，儲(chǔ)成才用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)告訴大家提高我國氮肥利用效率的必要性和重要性。他們課題組早期的研究發(fā)現(xiàn)秈稻比粳稻具有更高的硝態(tài)氮利用效率，接著他們巧妙地利用對(duì)水稻有毒害作用的硝酸鹽類似物——氯酸鹽來篩選秈粳交高代單片段代換系，幸運(yùn)地找到了一個(gè)具有較高氯酸鹽敏感性的株系，并且該株系對(duì)應(yīng)的代換片段恰好位于前人定位到的水稻氯酸鹽敏感性QTL區(qū)間。進(jìn)一步精細(xì)定位得到一個(gè)編碼硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的唯一候選基因——NRT1.1B。測(cè)序、單倍型分析和近等基因系表型都證實(shí)，該基因上發(fā)生的一個(gè)非同義突變SNP導(dǎo)致了秈稻和粳稻間的硝態(tài)氮利用效率差異，同時(shí)分析表明該基因是一個(gè)秈粳分化基因。更有意義的是，NRT1.1B可以顯著提高水稻不同氮素條件下的產(chǎn)量，特別是對(duì)于提高粳稻氮肥利用效率和產(chǎn)量具有很大潛力。
?在最后的提問交流環(huán)節(jié)，儲(chǔ)成才研究員就大家感興趣的受精和衰老的關(guān)系，早熟和早衰的區(qū)別，NRT1.1B提高水稻氮素利用效率和產(chǎn)量的同時(shí)是否延長了生育期等問題一一做了細(xì)致耐心的回答。
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