中国农业科学|广东省农业科学院水稻研究所吕树伟综述水稻落粒性研究进展

学术   2025-01-18 07:39   英国  



水稻(Oryza sativa L.)是重要的粮食作物之一,全球种植面积约1.4亿 hm2,为世界近一半人口提供主食。大约13 000年前,人类有意或无意地对野生稻进行了驯化前的栽培,对野生稻包括落粒性在内的多个性状进行了选择。直到约11 000年前,人类完成了对水稻的驯化,使野生稻逐渐驯化为栽培稻,标志着稻作农业的兴起。栽培稻落粒性的丧失有利于种子收获,从而提高粮食产量。种植落粒性较强的水稻品种会严重影响全球粮食安全和经济发展,因此,选育落粒性适中的水稻新品种是应对这一问题的关键措施
近期,广东省农业科学院水稻研究所吕树伟题为“水稻落粒性研究进展”的综述《中国农业科学》2025年第58卷1期正式发表。

落粒性是限制水稻产量的重要因素之一,培育落粒性适中的水稻新品种是全球水稻育种面临的重要挑战。水稻作为我国最重要的粮食作物之一,为国家粮食安全提供了重要保障。落粒性是水稻驯化过程中最重要的性状之一,离层是控制水稻落粒性的重要部位。

水稻离层示意图

与野生稻相比,栽培稻的离层发育不完整,导致其落粒性降低。落粒性不仅会影响粮食产量,同时也影响其对机械化收割的适应性。因此,培育落粒性适中的水稻新品种成为解决这一问题的主要方法。

在生产上,为了培育落粒性适中的水稻品种,需要对重要落粒基因进行挖掘与利用,并将其导入优良水稻品种中进行遗传改良,从而获得适应于机械化收割的水稻新品种。

前人通过图位克隆等方法克隆了多个落粒基因,如SH4/SHA1qSH1OsSh1/ObSH3等,并对其功能机制进行了解析。同时,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术、γ射线诱变技术和基因导入等方法,成功创制了一批落粒性适中的水稻新材料。落粒性对粮食产量和水稻的收获方式有重要影响。

水稻落粒性遗传调控网络

本文从水稻落粒性的鉴定方法、生理基础、落粒性基因的克隆,以及落粒性遗传调控网络等方面进行了综述,同时,提出通过在优异的水稻种质资源中对落粒基因进行利用,为探索水稻落粒性的遗传机制和选育适用于水稻机械化收获的水稻新品种提供参考。

广东省农业科学院水稻研究所/广东省水稻科学技术重点实验室/广东省水稻工程实验室唐璇李晨为该文共同通信作者,吕树伟为该文第一作者。

该研究获得科技创新战略专项资金(高水平农科院建设)(R2018YJ-YB2002)、广东省自然科学基金(2020A1515010189)、国家自然科学基金(31901489)、广东省水稻科学技术重点实验室(2023B1212060042)的资助。



论文链接:
水稻落粒性研究进展

引用本文:

吕树伟, 唐璇, 李晨. 水稻落粒性研究进展[J]. 中国农业科学, 2025, 58(1): 1-9.

LÜ ShuWei, TANG Xuan, LI Chen. Research Progress on Seed Shattering of Rice[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(1): 1-9.


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