近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所煙草功能成分與生物合成創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國農(nóng)科院華東中心等單位，揭示了ZlRc和ZlRd基因聚合在平衡水稻生長和類黃酮生物強(qiáng)化中的利用價(jià)值。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生理學(xué)和生物化學(xué)（Plant Physiology and Biochemistry）》上。

作為水稻的近緣屬，菰屬植物具有栽培稻丟失的許多優(yōu)良性狀，如高類黃酮、高蛋白、高生物量和耐深水等，為克服水稻育種資源狹窄瓶頸提供了重要的優(yōu)異性狀基因供體材料。前期研究發(fā)現(xiàn)，中國菰米富含原花青素和黃酮糖苷等多種類黃酮，ZlRc為類黃酮合成調(diào)控基因，ZlRd為類黃酮合成結(jié)構(gòu)基因。目前，ZlRc和ZlRd基因聚合在平衡水稻生長和類黃酮生物強(qiáng)化中的利用價(jià)值尚不清晰。

該研究發(fā)現(xiàn)，ZlRc和ZlRd基因聚合過表達(dá)能夠在不影響水稻農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量以及葉片葉綠素含量和光合氣體交換參數(shù)的前提下，使水稻種子由無色變?yōu)樯钭厣?#xff0c;并顯著提高其類黃酮含量、抗氧化活性以及對(duì)α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶、胰脂肪酶和酪氨酸酶的抑制作用。通過轉(zhuǎn)錄組、基因表達(dá)分析以及酶活性等的測(cè)定，明確了ZlRc和ZlRd基因聚合過表達(dá)能夠促進(jìn)類黃酮合成結(jié)構(gòu)基因CHS、F3'H和F3'5'H表達(dá)。該研究為培育產(chǎn)量穩(wěn)定、類黃酮含量提升的水稻提供了新的基因資源和技術(shù)手段，對(duì)水稻等主糧營養(yǎng)強(qiáng)化和推動(dòng)其生物育種具有重要意義。

煙草所碩士研究生馬晴和李宛鴻為該論文共同第一作者，閆寧研究員和張忠鋒研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程和青年創(chuàng)新專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。