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Molecular Plant| 张健团队/胡培松院士团队揭示了“植物胰岛素”6—磷酸—海藻糖调控水稻碳源分配与籽粒产量的机制

 PaperRSS 2022-02-10

 OsNAC23-Tre6P-SnRK1a回路调控水稻碳源分配与籽粒产量的机制 张健供图

过量表达OsNAC23显著提升水稻产量 张健供图

近年来,植物中的6—磷酸—海藻糖(Tre6P)被发现具有类似胰岛素的功能,被称为“植物胰岛素”。虽然植物中 Tre6P合成通路已基本明确,但它如何感知糖信号、促进源—库转运和库器官发育的分子机制仍不明晰。

近日,中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室研究员张健团队与胡培松院士团队合作,在《分子植物》(Molecular Plant)在线发表了研究论文。该研究首次揭示了“植物胰岛素”6—磷酸—海藻糖调控水稻碳源分配与籽粒产量的机制,为作物高产的遗传改良提供了新思路。

论文共同通讯作者胡培松说,多年多地的田间产量区试结果表明,相较于野生型,转基因植株在生长后期表现出典型的高产性状,有效穗数和千粒重显著增加,产量提升8.7~16.1%,为利用“植物胰岛素”Tre6P相关基因改良作物的产量提供了优异的基因资源和应用示范。

钱前评价道,他们发现糖诱导转录因子OsNAC23通过抑制Tre6P代谢基因TPP1的转录来保持源器官中Tre6P的高积累水平,促进碳源的源—库转运和叶片中的光合作用。OsNAC23-Tre6P-SnRK1a的正向回路可以快速放大糖信号,维持植株糖稳态。

“令人欣喜的是,通过在多个水稻品种中过量表达OsNAC23基因提高了Tre6P含量,且在大田环境下显著提升了水稻产量。”钱前说。

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