超级稻育种创新团队合作揭示水稻OsFTL1调控抽穗期的新机制
近日，中国水稻研究所超级稻育种创新团队合作在Plant Communications发表了题为“OsFTL1 integrates circadian and photoperiodic signals to optimize flowering time forecological adaptation in rice”的研究论文。该研究揭示了OsFTL1整合生物钟与光周期信号、通过竞争性抑制机制平衡早熟与产量的分子机制，为培育早熟、稳产、广适性的水稻新品种提供了重要的理论基础与基因资源。
水稻抽穗期直接影响产量和种植区域。随着气候变化加剧，选育开花期适宜、早熟且稳产的水稻品种，成为扩大种植范围、规避自然灾害的重要育种方向。挖掘兼具早熟与产量优势的优异基因资源，并阐明其调控机制，是当前水稻遗传育种亟待突破的关键难题。本研究以晚花品种ZH8015及早花近等基因系NIL(qHD1b)为材料。产量分析显示，NIL(qHD1b)在实现早熟的同时并未造成产量损失，在短日照条件下甚至显著增产，展现了良好的育种应用潜力。本研究证实OsFTL1即为qHD1b的目标基因，其表达水平与抽穗期呈正相关，且该位点的功能差异源于启动子区的序列变异。
传统观点认为水稻只有两个成花素（Hd3a和RFT1）。本研究发现OsFTL1作为Ehd1下游的一个成花素，能与GF14c蛋白形成成花素激活复合物，激活下游开花基因OsMADS14/15。更重要的是，OsFTL1过表达在hd3a和rft1突变体中仍能诱导极早开花，证明OsFTL1独立于经典成花素通路。进一步研究发现，开花抑制因子Ghd7通过与OsFTL1竞争结合GF14c，抑制其成花素活性。此外，水稻核心节律因子OsCCA1可直接结合并激活OsFTL1启动子。NIL(qHD1b)启动子携带一个额外的MYB位点，因此对OsCCA1的响应更强，OsFTL1表达更高，开花更早。进化分析表明，Hap2在水稻向高纬度扩张过程中受到强烈选择，是粳稻适应温带环境的关键适应性变异。
OsFTL1调控水稻抽穗期的分子机制模型
本研究明确了OsCCA1介导的转录激活与Ghd7的竞争抑制共同构成OsFTL1的双重调控机制，证实启动子序列变异通过上调OsFTL1表达来克服Ghd7的抑制阈值，有效解决早熟与产量相互制约的育种难题。后续可利用分子标记辅助育种技术将qHD1b优异位点导入主栽品种，创制早熟、稳产、适应性广的育种材料；也可借助基因编辑技术精准调控OsFTL1表达，实现水稻抽穗期的人工定向改良。
该研究得到浙江省自然科学基金、国家自然科学基金和生物育种重大专项等项目的资助。水稻所与华中农大联培已毕业博士生刘嶺、海南大学与中国农科院南繁院联培在读博士生温思钰、水稻所出站博士后徐鹏为论文共同第一作者。程式华研究员、吴玮勋研究员、曹立勇研究员和郑晓明研究员为共同通讯作者。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.xplc.2026.101923