杂交水稻的推广和利用为我国的粮食安全做出了巨大贡献。但是目前我国杂交水稻的产量达到了平台期，主要因为现在种植的多为亚种内杂交稻，亲本的亲缘关系近，杂种优势有限。籼稻(Oryza  sativa L. subsp. indica)和粳稻(Oryza sativa L.subsp.  japonica)是亚洲栽培稻驯化过程中产生的明显分化的两个亚种，亚种间杂交具有强大的杂种优势，可以使水稻产量较现在广泛种植的亚种内杂交稻进一步提高15-30%左右。但是，籼稻每日开花时间(花时)早且集中，而粳稻开花晚且零散，导致籼粳杂交制种过程中父母本花时不遇，制种产量低，严重限制了籼粳杂交稻的发展和推广。

　　近日，华南农业大学沈荣鑫、王海洋团队在Nature Communications上发表了题为Natural variation in OsMYB8  confers diurnal floret opening time divergence between indica and japonica  subspecies的研究论文，揭示了籼粳花时差异的遗传调控机制。

　　

　　该研究利用籼粳稻开花过程中不同时间点的浆片转录组比较分析，克隆了调控籼粳花时差异的关键基因OsMYB8，OsMYB8在开花前一天的浆片中表达量较低，随着开花时间的临近表达量逐渐提高，在开花前1小时表达量达到峰值，且在籼稻浆片中较粳稻提前高表达。对OsMYB8基因敲除材料和高表达材料的表型分析表明，OsMYB8正向调控水稻花时(图1)。

　　

　　图1 OsMYB8基因敲除材料和高表达材料的花时表型

　　进一步研究发现，OsMYB8可以直接结合OsJAR1的启动子并促进其表达。OsJAR1编码一个茉莉酸氨基酸合成酶，能够将JA与Ile结合生成有活性的茉莉酸类物质JA-Ile。OsMYB8-OsJAR1分子模块通过影响浆片中JA-Ile的含量，从而调控影响细胞渗透压和细胞壁结构相关基因的表达，促进浆片吸水膨胀。在籼稻和粳稻的OsMYB8启动子上存在6个SNPs，导致籼型OsMYB8(Hap1)启动子活性较粳型(Hap2)更强，携带籼型OsMYB8的水稻开花前浆片中OsMYB8的表达水平和JA-Ile含量更高，花时更早(图2)。

　　

　　图2 OsMYB8-OsJAR1分子模块调控籼粳花时差异的模式图

　　综上，该研究克隆了调控籼粳花时差异的关键基因OsMYB8，解析了OsMYB8-OsJAR1分子模块调控水稻花时的分子机制，并发现OsMYB8启动子的籼粳差异导致了籼粳花时差异，首次揭示籼粳花时差异的遗传调控机制。在此基础上，利用杂交选育实现了粳稻花时的改良。研究成果对于改良水稻花时以及解决籼粳杂交制种难的瓶颈问题具有重要价值。

　　华南农业大学沈荣鑫副教授和王海洋教授为论文通讯作者，博士研究生苟亚军和衡月芹副教授为论文共同第一作者，广东省农业科学院水稻研究所周德贵副研究员，中国种子集团有限公司叶荣建博士参与了该项研究。该研究得到了国家自然科学基金创新群体项目、海南省种业实验室揭榜挂帅项目(B23YQ1515，B23CQ15FP)等的资助。

　　论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-46579-z

原文链接：http://dost.hainan.gov.cn/kjxw/mtjj/202403/t20240329_3633774.html
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