近日，华南农业大学生命科学学院彭新湘研究员/张智胜副研究员课题组在Journal of Genetics and Genomics期刊发表题为“Engineering a transport-facilitating molecular module to improve seed-setting rate and yield in rice”的研究论文。
该课题组前期工作创制的高光效光呼吸支路水稻，虽然能够提高光合能力，但“源-库”关系不协调，造成糖代谢紊乱，花粉育性下降，最终导致结实率降低。为解决这一问题，该研究设计了一个协同作用的RSS分子模块：R (OsRAmy2A，α-淀粉酶)负责降解茎叶中储存的淀粉，提供原料；S (OsSPS8，蔗糖磷酸合成酶)将原料高效合成为转运形式——蔗糖；另一个S (OsSUT1，蔗糖转运蛋白)则负责将蔗糖装载并长距离运输至发育中的籽粒。通过引入RSS模块，有效促进了光合产物从“源”(叶、茎)到“库”(穗)的转运。随后，将该模块分别转入野生型水稻和高光效GCGT水稻。田间试验结果显示：在GCGT背景下，携带RSS模块的水稻结实率较GCGT提高9.4%–14.1%，单株产量提高6.8%–10.0%，有效挽回了因光合产物转运不畅导致的产量损失；在野生型(ZH11)背景下，携带RSS模块的水稻产量提高19.6%–26.2%，同时收获指数也显著提升。
该研究提出并解决了高光效水稻存在的“转运障碍”问题，RSS模块作为一个“畅流”遗传工具，不仅可用于改良现有高光效作物种质，也为未来培育“源强流畅”的高产高效作物品种提供新路径。
RSS模块提高水稻结实率和产量
