近日,中國水稻研究所水稻種質(zhì)創(chuàng)新團隊通過研究解析了水稻小穗內(nèi)小花數(shù)目的發(fā)育調(diào)控機制，為水稻高產(chǎn)分子設(shè)計育種奠定了基礎(chǔ)。該研究成果在線發(fā)表于《植物生物技術(shù)雜志（Plant Biotechnology Journal）》。

在水稻產(chǎn)量構(gòu)成的三要素中，每穗粒數(shù)（小花數(shù)目）是最重要因素之一。目前，我國主要水稻品種中以增加枝梗數(shù)或穗密度來增加穗粒數(shù)進一步實現(xiàn)增產(chǎn)有難度，因此需要尋找增加穗粒數(shù)的新途徑。實際上每穗粒數(shù)的形成還有一個重要的影響因素，即小穗內(nèi)的小花數(shù)，這一現(xiàn)象一直沒有被關(guān)注，因為正常水稻一個小穗內(nèi)小花數(shù)目恒定，只包含1個可育小花。

該研究首次鑒定了一個天然突變體double floret 1(df1)，該突變體小穗除了產(chǎn)生正常的頂生小花外，還在一對護穎內(nèi)發(fā)育出了1朵完整的小花并產(chǎn)生正常的種子。通過圖位克隆、細胞學(xué)、分子生物學(xué)等手段，揭示了DF1編碼了一個脂肪酶，具有其酶活性，調(diào)控小穗分生組織的確定性，其DF1突變導(dǎo)致小穗確定性轉(zhuǎn)變?yōu)椴淮_定性或者小穗確定活性延長，進而形成多個籽粒。研究結(jié)果為增加“每穗粒數(shù)”提供一條新的途徑和觀點。即培育“多花小穗”水稻品種可以為大幅度提高每穗粒數(shù)奠定基礎(chǔ)。

該研究得到國家自然科學(xué)基金委的重點資助。水稻所任德勇博士和余海平博士為共同第一作者。錢前研究員和曾大力研究員為本文的通訊作者。