近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所水稻優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用創(chuàng)新團隊水稻基因資源創(chuàng)新研究組受邀在《植物科學(xué)趨勢（Trends in Plant Science）》上發(fā)表了題為“利用植物激素油菜素甾醇推動新綠色革命”的綜述文章，闡述了下一代綠色革命作物品種應(yīng)當具備高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的特點，同時需要更少的化肥、農(nóng)藥、水資源以及人力投入等觀點。文章還指出，利用油菜素甾醇基因資源創(chuàng)制下一代綠色革命作物品種具有巨大潛力，但仍面臨重要挑戰(zhàn)，并針對性地提出了四種有效解決策略。
對重要農(nóng)作物品種中油菜素甾醇基因定制化設(shè)計，將有助于滿足未來輕簡栽培與機械化農(nóng)業(yè)需要，對作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)以及種植過程中化肥、農(nóng)藥、水資源以及人力投入的減少起到重要作用。近年來，利用油菜素甾醇基因在不同作物中進行遺傳改良的做法取得了顯著成效，展現(xiàn)了廣闊的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。
該文章為有效解決油菜素甾醇的功能多向性帶來的負效應(yīng)提出了以下發(fā)展策略：一是挖掘功能特異基因，對激素信號下游特異組分、激素基因家族成員、組織特異性表達激素基因進行系統(tǒng)鑒定和功能解析；二是鑒定優(yōu)異等位變異，充分利用野生種、地方種、現(xiàn)代種等豐富的作物種質(zhì)資源，解析自然群體中的優(yōu)異激素基因資源；三是創(chuàng)制有利可用突變，深入解析激素基因啟動子結(jié)構(gòu)特征、基因和蛋白修飾位點以及功能活性區(qū)等，利用現(xiàn)代基因編輯技術(shù)進行精準改造；四是優(yōu)化激素空間分布，深入了解激素在植物體內(nèi)的分布和調(diào)控機制，通過操控激素轉(zhuǎn)運子或代謝基因，實現(xiàn)激素在特定時空范圍內(nèi)發(fā)揮功能。這四種策略之間存在密切的相互關(guān)系，可為作物其它相關(guān)領(lǐng)域研究提供有益參考。
該研究得到了“十四五”國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項目支持。(通訊員 衛(wèi)斐)
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