水稻功能基因组学研究创新团队成功创制耐淹宜直播水稻新种质
近日，中国水稻研究所水稻功能基因组学研究创新团队在Plant Communications在线发表了题为“Prime editing to improve the expression of DAHPS2 in the shikimate pathway by the type-B cytokinin response regulator RR26 enhances submergence tolerance in rice”的研究论文，揭示了莽草酸途径起始酶DAHPS2通过生长素-茉莉酸（IAA-JA）动态平衡调控水稻萌发后生长的关键作用，并阐明了转录因子RR26调控DS1表达的分子机制。基于此，成功创制出无外源成分的耐淹宜直播水稻新种质，为直播稻育种提供了新的基因靶点和种质资源。
随着我国劳动力成本的不断上涨，简便高效的直播栽培技术已成为现代农业生产的关键举措。然而，旱直播常面临严重的草害问题，而水直播虽能有效抑草，却受限于现有水稻品种在萌发期耐淹性不足，导致出苗不齐、成苗率低。因此，创制能在淹水条件下快速整齐出苗的水稻新种质，对于推广水直播技术、保障粮食生产具有重要意义。
该研究通过图位克隆从一个萌发后生长严重受阻的矮化不育突变体ds1（dwarf and sterility 1）中克隆了基因DS1，该基因编码莽草酸途径的起始酶DAHPS2。DS1基因功能缺失破坏莽草酸途径，通过下游依赖色氨酸的生长素（IAA）合成通路降低植株体内的IAA水平，并诱导茉莉酸（JA）过量合成，最终导致种子萌发后生长受到严重抑制。DS1过表达株系在低温和淹水双重胁迫下仍能显著增强种子萌发后的耐淹性。研究证实，B型细胞分裂素响应调节因子RR26可通过结合DS1启动子区的DS1-7 顺式作用元件正向调控DS1的表达。利用引导编辑技术，对超级稻恢复系品种华占中的DS1-7 元件进行精准修饰，创制无外源转基因成分、DS1表达量升高且耐淹性增强的水稻新种质。
综上所述，该研究揭示了RR26-DS1调控模块通过莽草酸途径维持水稻IAA-JA稳态的分子机制，为解析种子萌发后生长的调控机理提供了新视角，也为直播稻育种提供了优异的基因靶点和种质资源。
该研究获得国家生物育种重大科技专项、国家自然科学基金、国家重点研发计划、海南省重点研发计划等项目的资助。我所水稻生物育种全国重点实验室博士生陈冬东、已毕业博士生候琳琳及德州学院副教授邱振楠为该论文共同第一作者。朱丽研究员、钱前院士和商连光研究员为共同通讯作者。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2026.101714