近日，陈温福院士团队在Plant Physiology在线发表了题为“NITRATE TRANSPORTER1/PEPTIDE TRANSPORTER FAMILY4 interacts with DENSE AND ERECT PANICLE1 and regulates grain number in rice”的研究论文。该研究报道了IPA1通过调控OsNPF4和DEP1塑造水稻理想株型的新机制。

上世纪80年代，杨守仁先生提出了将理想株型与杂种优势利用相结合的水稻超高产育种理论，实现株型和产量的双重突破，推动了水稻超高产育种发展。水稻理想株型不仅表现为无效分蘖减少、茎秆粗壮、抗倒伏能力增强，还表现出穗粒数增加、产量增加等优良性状。研究阐明理想株型分子基础与遗传网络，对进一步提高水稻产量具有重要理论意义和应用价值。

该研究从粳稻品种笹锦突变体库中鉴定到一个每穗粒数减少，分蘖数增加的突变体，通过图位克隆将目标基因锁定为NITRATE TRANSPORTER 1/PEPTIDE TRANSPORTER (NPF)家族基因OsNPF4。OsNPF4可与水稻G蛋白γ亚基DENSE AND ERECT PANICLE1 (DEP1)互作调控每穗粒数。同时IPA1又可分别结合在OsNPF4和DEP1启动子上促进OsNPF4和DEP1表达，其中ipa1-1D等位基因对OsNPF4和DEP1促进作用更强。过表达OsNPF4和DEP1均可增加每穗粒数而分蘖数减少的理想株型相关表型。单倍型分析发现Hap.III为优势单倍型，其每穗粒数和单株产量显著高于其他单倍型。本研究不仅丰富了理想株型的分子调控机制，也为水稻超高产育种提供了潜在遗传改良位点。

张文忠教授、徐铨教授为论文通讯作者，博士研究生陈昊为论文第一作者。博士研究生于之雯、王潇澈、芦佳浩和李想参与了该研究。课题由“兴辽英才计划”项目资助。（农学院 徐铨）

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