近日，广东省农业科学院水稻研究所遗传资源研究团队在控制差异代谢物合成的功能基因挖掘方面取得系列进展，为高花青素含量、非生物胁迫抗性水稻新品种的培育提供了新的基因资源。相关研究成果以第一单位陆续发表在植物科学专业期刊BMC Plant Biology，The Crop Journal和Rice上。

（1）挖掘到调控花青素代谢和水稻近基部叶鞘色的转录因子OsC1

       通过对160份普通野生稻和151份亚洲栽培稻的叶鞘色pGWAS分析、叶片代谢组mGWAS分析，鉴定到调控花青素合成和水稻近基部叶鞘色的功能基因OsC1（图1），并发现其三个新的等位基因型。相关研究结果以“Transcription factor encoding gene OsC1 regulates leaf sheath color through anthocyanidin metabolism in Oryza rufipogon and Oryza sativa”为题发表在植物科学专业期刊BMC Plant Biology上（中科院大类二区，影响因子5.3）。水稻所遗传资源研究团队江立群博士为论文第一作者，吕树伟博士和于航博士为共同第一作者，李晨研究员为通讯作者。

图1. OsC1调控水稻叶鞘颜色的功能验证

（2）揭示糖基转移酶OsUGT706D2调控水稻耐冷和耐淹性

       通过对251份水稻核心种质（包含161份普通野生稻和91份地方品种）进行广泛靶向代谢组学分析，发现黄酮代谢物苜蓿素-4'-O-丁香醇醚-7-O-葡萄糖苷（sd1571）含量在野生稻和地方品种中存在显著差异。进一步研究确定sd1571的候选基因为OsUGT706D2（图2），OsUGT706D2通过调节脱落酸（ABA）途径正向调控水稻耐冷和耐淹性，且对水稻产量无影响。相关研究结果以“The UDP-glycosyltransferase OsUGT706D2 positively regulates cold and submergence stress tolerance in rice”为题发表在The Crop Journal（中科院大类一区，影响因子6.6）。水稻所遗传资源研究团队刘清副研究员为论文第一作者，李晨研究员和省农科院基因中心晏石娟研究员为通讯作者。

图2.全基因关联分析明确OsUGT706D2是调控sd1571生物合成的候选基因

（3）揭示糖基转移酶OsLSC6调控水稻叶鞘色和耐冷性

       通过对160份野生稻以及151份栽培稻进行代谢物关联分析，在水稻第6染色体检测到一个与叶鞘色（紫色）显著相关的QTL qLSC6，并确定功能基因为OsLSC6。进一步研究发现，OsLSC6基因同时提高了水稻对冷胁迫的耐受性（图3）。相关结果以“OsLSC6 Regulates Leaf Sheath Color and Cold Tolerance in Rice Revealed by Metabolite Genome Wide Association Study”为题发表在Rice（中科院大类一区，影响因子5.5）。水稻所遗传资源研究团队吕树伟博士为第一作者，唐璇博士和江立群博士为共同第一作者，李晨研究员为通讯作者。

图3. OsLSC6 调控水稻苗期耐冷性

原文链接：

1.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38418937/

2.https://doi.org/10.1016/j.cj.2024.03.012

3.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38739288/