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中国农业科学|贵州省农业科学院水稻研究所朱速松课题组揭示探析ABC转运蛋白OsARG1调控水稻抽穗期的功能

  • 2026-10-12 09:06:20
中国农业科学|贵州省农业科学院水稻研究所朱速松课题组揭示探析ABC转运蛋白OsARG1调控水稻抽穗期的功能

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，其产量和品质对于确保粮食安全发挥着重要作用。在众多农艺性状中，抽穗期直接决定水稻的种植季节及区域适应性，是影响水稻产量的主要因素，也是驯化引种和品种培育的一个重要指标。因此，开展水稻抽穗期基因功能及调控机制研究对作物遗传改良和育种实践均具有重要意义。

近期，贵州省农业科学院水稻研究所朱速松课题组完成的题为“ABC转运蛋白OsARG1调控水稻抽穗期的功能”的研究在《中国农业科学》2026年第59卷1期正式发表。

以日本晴（野生型）和osarg1突变体为试验材料，对抽穗期、株高、分蘖数、穗长等农艺性状进行调查统计。测定日本晴叶片（WT），以及osarg1突变体的白化叶（WL）、黄绿叶（YL）和绿色叶（GL）中的叶绿素含量；通过ICP-MS测定上述材料中钴、镍、钙、镁、铁等金属元素的含量。对日本晴及osarg1的WL和GL进行激素含量测定和转录组测序分析；通过激素-转录组联合分析进一步研究OsARG1调控水稻抽穗期的作用机理。

结果显示，osarg1在贵阳和长春的抽穗期均提前，株高、分蘖数和穗长等农艺性状指标均低于野生型。

野生型和osarg1突变体的抽穗情况及农艺性状

叶绿素含量测定结果表明，YL和WL中的叶绿素含量显著低于野生型；金属元素含量测定发现osarg1的WL、YL和GL中的金属元素平衡均受到破坏。激素含量测定结果显示，YL和WL中的赤霉素、部分生长素类激素和细胞分裂素类激素的含量上调，且在WL中的上调幅度更大。
水稻osarg1突变体不同颜色叶片中叶绿素的含量

osarg1突变体的白化叶和绿色叶中共有的差异激素含量

转录组测序数据显示，GL_vs_WT和WL_vs_WT 2个组别分别鉴定出2 001和6 555个差异表达基因（DEGs）。经转录组数据分析，GL中20多个抽穗期相关基因的表达发生变化，包括甲基转移酶基因、成花素Hd3a和成花转变相关基因OsMADS14等。

osarg1突变体抽穗期相关基因的转录组分析

对GL_vs_WT的DEGs进行GO和KEGG富集分析，结果显示，DEGs在代谢过程、生长发育及对环境的响应等通路中富集。激素含量和转录组联合分析结果表明，OsARG1可能通过影响二萜合成途径、玉米素合成途径和激素信号传导调控赤霉素和细胞分裂素的含量。qRT-PCR结果显示，所选基因的表达变化趋势与转录组数据一致，证实转录组数据的准确性。
GL_vs_WT中差异表达基因的富集分析
osarg1突变体绿叶中激素含量变化的KEGG富集分析
osarg1突变体白化叶和绿叶差异表达基因的富集分析
综上，osarg1的抽穗期提前，OsARG1可能通过影响抽穗期相关基因的表达，调控水稻抽穗期。同时，OsARG1还参与调控叶片中的叶绿素含量及镍、铁、镁等多种元素的含量。

贵州省农业科学院水稻研究所朱速松研究员为该文通讯作者，王忠妮为第一作者。

该研究获得国家自然科学基金（32260496）、贵州省基础研究（自然科学）项目（黔科合基础-ZK[2023]一般 177）资助。

全文链接：
《ABC转运蛋白OsARG1调控水稻抽穗期的功能》

王忠妮, 雷月, 李佳丽, 宫彦龙, 朱速松. ABC转运蛋白OsARG1调控水稻抽穗期的功能[J]. 中国农业科学, 2026, 59(1): 1-16.

WANG ZhongNi, LEI Yue, LI JiaLi, GONG YanLong, ZHU SuSong. Functions of ABC Transporter OsARG1 in Rice Heading Date Regulation[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(1): 1-16.

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《中国农业科学》是中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会共同主办的以农业为核心的多学科综合性学术期刊。是中文核心、科技核心、CSCD Q1区期刊，是科协支持的卓越期刊。在多家第三方评价系统中，评价总分多年保持在农业综合类期刊中的首位。现为半月刊，设有“作物遗传育种•种质资源•分子遗传学；耕作栽培•生理生化•农业信息技术；植物保护；土壤肥料•节水灌溉•农业生态环境；园艺；食品科学与工程；畜牧•兽医”等栏目。

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