我国科学家解锁野生稻花期分化分子密码
我国科学家解锁野生稻花期分化分子密码
中国科学院植物研究所进化基因组学和遗传学研究团队揭示了野生稻花期分化的分子机理，找到了调控野生稻抽穗期关键基因。相关研究成果 10月20日在线 发表于《细胞报告》。
开花时间是季节性干旱环境下植物生存的关键性状。早花既能帮助植物逃避旱季胁迫，也能造成近缘类群花期错位，降低类群间交配概率，参与生殖隔离形成。多年生普通野生稻、多栖息于常年湿润的沼泽、湖泊生境，而一年生 O. nivara 适应季节性干旱的生境，花期分化是二者生态适应与生殖隔离的关键性状。然而，将野外观察到的生态分化现象锁定到具体基因的自然变异，并完成功能验证，一直是该领域研究的难点。
研究团队将群体基因组分析与野生稻遗传实验相结合，围绕东南亚 O. nivara 和 O. rufipogon 的分化事件开展研究。他们收集了133份东南亚野生稻重测序材料，利用多项群体分化与选择统计量开展全基因组扫描，筛选花期分化相关候选区域。针对野生稻遗传转化困难的瓶颈，科研人员筛选合适受体材料并优化组织培养与转化流程，建立稳定的野生稻功能验证体系。
研究人员对 MADS51 开展CRISPR敲除、过表达以及不同自然等位型回补实验，证实了 MADS51 负调控抽穗期，其编码区变异形成的早花单倍型FH2可使植株较祖先型FH1提前约10天抽穗。群体遗传证据显示FH2受到自然选择，大概率在东南亚 O. nivara 谱系中新近起源，少量分布于其他谱系的单倍型则可能来自基因渐渗。研究同时发现 MADS51 存在遗传背景依赖效应，且该基因仅能解释部分花期分化，表明野生稻花期分化是多基因控制的复杂性状。
这项研究构建了从群体选择扫描到野生稻原位等位型功能验证的完整研究链条，为解析季节性干旱驱动的生态适应、生殖隔离与谱系分化的分子基础提供了直接实验证据。搭建的野生稻稳定遗传转化平台，突破了野生稻功能研究的技术障碍，也为后续解析其他适应性基因、评估自然变异的生态效应提供有力支撑。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.118177