8月28日,西南大學農學與生物科技學院、農業科學研究院何光華教授課題組在《美國科學院院報》在線發表了題為“LATERAL FLORET 1 induced the three-florets spikelet in rice”(水稻小穗側生小花的發育調控機制)的原創性研究論文,深度解析了稻花的發育調控機制,為水稻超高產分子設計育種奠定了基礎。
每穗粒數的形成有一個重要的影響因素——小穗內小花的數目,但這一現象一直沒有引起人們的重視,因為正常水稻一個小穗內小花數目恒定——只包含一個可育小花。實際上,早在1937年就有科學家提出水稻“三花小穗”假說,認為水稻小穗中兩個“無用”的穎片器官——護穎實際上是兩個側生小花退化而來,也就是說原始的水稻可能由三個小花構成,但是一直以來這一假說缺乏直接證據。
何光華教授團隊利用EMS誘變,首次分離鑒定了一個顯性功能獲得性突變體lateral florets1(lf1),該突變體小穗除了產生正常的頂生小花外,護穎處還發育出了1-2個包含正常器官的側生小花。通過圖位克隆、細胞學、分子生物學等手段,揭示了LF1編碼的HD-ZIPIII轉錄因子通過激活分生組織維持基因OSH1的異位表達起始側生花分生組織形成的分子機制。研究結果一方面明確證實了水稻“三花小穗”假說;同時為大幅提高“每穗粒數”提供一條新的途徑,即培育“三花小穗”水稻品種,理論上可以大幅度提高“每穗粒數”,從而顯著增產,真正實現了“稻花香里說豐年,聽取蛙聲一片。”