本報訊（記者丁佳）記者日前從中國科學(xué)院植物研究所獲悉，該所劉春明研究組通過一系列實驗，發(fā)現(xiàn)了直接調(diào)控水稻灌漿和淀粉積累的關(guān)鍵基因。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《細胞研究》。
劉春明研究組利用芯片雜交、熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和原位雜交等實驗，發(fā)現(xiàn)了一個在水稻籽粒背側(cè)糊粉層特異表達的轉(zhuǎn)錄因子。研究人員對該基因進行敲除和表達干擾發(fā)現(xiàn)，該基因直接調(diào)控水稻的灌漿和淀粉累積，并且敲除該基因的突變體籽粒中的蔗糖、葡萄糖和果糖含量均大幅度下降。進一步生化分析發(fā)現(xiàn)，該基因通過直接結(jié)合于三個蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白的基因表達調(diào)控區(qū)來調(diào)控蔗糖直接進入胚乳。
該研究成果對于理解禾本科作物的灌漿機理具有重要意義，有可能為提高作物產(chǎn)量提供新工具。
據(jù)了解，水稻胚乳是人類最主要的糧食來源之一，其結(jié)構(gòu)包含內(nèi)側(cè)的淀粉胚乳和外側(cè)的糊粉層。葉片光合作用產(chǎn)生的碳水化合物主要以蔗糖形式從篩管組織運輸?shù)阶蚜?。前人的研究認為蔗糖在到達籽粒之后先分解成果糖和葡萄糖，然后通過單糖轉(zhuǎn)運蛋白運輸至淀粉胚乳進而合成淀粉。蔗糖是否直接進入、如何進入淀粉胚乳的機制一直不很清楚。
