研究表明，长期日照环境下对水稻抽穗基因进行特异性调节

6月19日，《自然-通信》在线发布了中国工程院教授万建民团队在水稻抽穗期调控方面的重要研究进展。这项研究被复制到一个特殊的水稻抽穗基因Early，用于长期日照环境下的调节。 Flowering at Long Day 1(ELD1)。

抽穗期是决定种类区域和季节适应性的关键特征，影响大米的产量和质量。挖掘新的抽穗基因，分析其作用机制，对培育高产、优质、适应性广的大米品种具有重要意义。作为典型的短日照作物，大米的出穗受光信号和内源生物钟系统的复杂控制仍需深入探索。然而，如何将光信号整合到生物钟网络中的机制。

结果表明，ELD1基因编码为核散斑定位CCHC-type锌指蛋白质，其功能完全缺失会导致胚胎死亡，但是特定的氨基酸点突变可以显著地促进出穗，而且没有明显的农艺性状缺陷。

研究表明，ELD1可以与OsNKAP(哺乳动物NF)-κB 激活蛋白质同源物)和多个核心mRNA剪切因素相互作用。总长转录组测序分析发现，ELD1在全基因组范围内控制数千个基因的可变剪切，特别是在生物钟核心基因OsCCA1上介导多个位点的剪切事件。根据分子和遗传分析，ELD1主要通过OsCCA1-Hd1通道影响大米的抽穗期。

进一步研究发现，ELD1可以与光敏色素phyB的活性模式相互作用，并参与红光控制OsCCA1剪切过程，揭示了光信号通过可变剪切控制生物钟的分子机制。值得一提的是，OsCCA1有60多种剪切异构体，其功能差异和动态控制机制还有待深入研究。

研究不仅揭示了光信号调节大米抽穗期的新机制，而且在分子育种方面取得了突破。利用碱基编辑技术，在宁粳7号、宁粳4号等优良品种的背景下，成功培育出早出穗的新种质，为植物发育所需基因在繁殖中的应用提供了新的范式。

近年来，万建民团队长期致力于利用稻谷粳杂种优势的研究，在杂种不育、抽穗、株型调控等方面取得了一系列重要进展。该研究提供了重要的基因资源和理论支持，解决了五明治杂交F1代的超亲迟熟问题，对培育广适性稻新品种具有重要意义。

南京农业大学博士生蔡亮和郝本元是论文的第一作者，万建民和南京农业大学教授周时荣作为共同通信作者。该研究得到了国家自然科学基金、生物育种国家重大科技项目、生物育种钟山实验室和江苏省重点R&D项目的支持。