遺傳發育所在水稻長日照開花調控機制研究方面取得進展

　　植物開花直接影響著植物能否正常的繁衍后代，并直接關系到農作物的產量。已有研究表明，開花素通過微管系統到達頂端分生組織，激活其他基因的表達，最終促使植物開花。水稻開花轉換時間（即抽穗期）決定了水稻品種在不同區域的適應能力和水稻產量。因此，對水稻抽穗期調控基因的克隆和鑒定對揭示水稻開花調控機理和農業生產具有重要的理論和現實意義。

　　水稻是一種短日照植物，然而處于長日照的東北三省卻是中國水稻的主產區之一，北方水稻為什么在長日照下能夠正常抽穗仍然是個謎。已有研究表明，水稻中存在兩個編碼開花素的基因，Hd3a和RFT1，Hd3a主要調控水稻在短日照條件下的開花，而RFT1則主要調控水稻在長日照條件下開花。已有結果表明，在短日照下，Hd3a的表達受多個因子調控從而控制水稻開花；但在長日照條件下，開花素RFT1是如何調控的仍不清楚。

　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所植物基因組學國家重點實驗室儲成才研究組通過對北方長日照條件下的適應性水稻品種突變體進行大規模篩選，獲得一水稻晚花突變體lvp1。該突變體在長日照條件下使水稻開花期大為推遲，而在短日條件下變化不大。利用圖位克隆法克隆該基因后發現，LVP1編碼一個含有SET結構域的非常獨特的組蛋白甲基轉移酶SDG724。生化分析表明，LVP1/SDG724具有體內和體外組蛋白H3K36甲基轉移酶活性。

　　遺傳學證據表明，LVP1/SDG724通過MADS50/MADS51-Ehd1-Hd3a/RFT1途徑，促進水稻的開花。染色質免疫沉淀分析表明，相對于野生型，突變體lvp1中調控開花的關鍵基因之一MADS50和開花素基因RFT1位點的H3K36me2/3甲基化水平明顯降低，這一結果表明，同源基因RFT1和Hd3a、MADS50和MADS51之所以具有不同的功能，與H3K36me2/3甲基化水平密切相關。

　　這一研究首次報道了水稻組蛋白甲基轉移酶SDG724通過表觀遺傳調控OsMADS50和長日照開花素基因RFT1的表達，進而調控水稻長日照開花途徑。這一研究成果不僅在理論上揭示了水稻在長日照下開花的調控機制，也為北方水稻生育期適應性改良奠定了良好的基礎。

　　該研究結果已于7月15日在線發表于國際主流雜志Plant Cell（DOI:10.1105/tpc.112.101436），儲成才課題組孫昌輝博士和方軍副研究員為論文的共同第一作者。該項研究得到了科技部、農業部和自然科學基金委項目的資助。