项目文章丨连发7篇！沈阳农大陈温福院士团队徐铨组在水稻重要农艺性状调控分子机理研究领域取得系列研究进展

中国作为水稻的起源地与生产大国，粳稻育种尤其是北方粳稻的持续改良对保障粮食安全至关重要。沈阳农业大学水稻研究所陈温福院士团队徐铨研究员课题组，传承杨守仁先生与陈温福院士籼粳杂交育种思想，长期致力于北方粳型超级稻育种理论研究。近年来，团队运用基因组学、分子生物学与生物信息学等前沿技术，在粳稻理想株型构建、抗逆性改良、产量与品质协同提升等领域取得一系列突破性进展，相关成果发表于Plant Physiology, Plant Biotechnology Journal, New Phytologist 等期刊。

2023年1月

Plant Biotechnology Journal杂志发表了题为Time-ordering japonica/geng genomes analysis indicates the importance of large structural variants in rice breeding的研究论文，研究揭示了基因组结构变异(SVs)在粳稻育种历史进程中的关键作用。指出利用亚种内SVs变异可有效拓宽粳稻遗传多样性，为提升育种潜力奠定遗传学基础。

2024年7月

New Phytologist杂志发表了题为Dissecting the molecular basis of the ultra-large grain formation in rice的研究论文，万摩科技承担了本研究的测序和分析相关工作。研究团队从种质资源中鉴定出千粒重超60g的超大粒(ULG)水稻材料，并完成其高质量基因组组装。通过BSA、QTL定位及基因编辑等综合手段，揭示ULG超大粒形成的核心分子机制：其携带了OsLG3, OsMADS1, GS3和GL3.1四个已知粒形调控基因的优异等位变异，且这些基因在调控粒长上存在显著的加性效应。研究进一步发现了新的负调控粒长基因qULG2-b。更具应用价值的是，该研究充分利用了这些基因的多效性。在SN265背景下，导入OsLG3ULG可提升耐旱性，导入GS3ULG可增强耐热性，导入OsMADS1ULG改善垩白率，导入GL3.1ULG影响垩白和穗粒数。该研究不仅解析了水稻超大型粒形成的分子机制，更构建了利用基因加性效应和多效性协同改良粒形、抗性和品质的分子设计育种框架，为水稻综合性状改良提供了宝贵资源和理论指导。

2024年8月

Plant Physiology杂志发表了题为EARLY FLOWERING3-1 represses Grain number, plant height, and heading date7 to promote ABC1 REPRESSOR1 and regulate nitrogen uptake in rice的研究论文，研究报道了OsEC-Ghd7-ARE1分子模块调控粳稻氮素吸收的关键机制。该发现对于培育氮高效利用、实现粳稻生产可持续发展具有重要意义。

2025年3月

Plant Journal杂志发表了题为Epigenetic regulation of ISPL10 enhances regional adaptability of rice varieties的研究论文，万摩科技承担了本研究的测序和分析相关工作。本研究筛选鉴定到一个具有独特光周期响应特性的优异突变体ispl10（短日照延迟抽穗，长日照提前抽穗）。研究深入解析了其通过三条通路精密调控抽穗期的机制：（1）ISPL10通过降低OsMADS51位点的H3K9me2甲基化水平上调其表达。OsMADS51在SD条件下激活Ehd1表达，进而促进成花素基因Hd3a的表达以加速开花；（2）ISPL10直接结合OsVIL2启动子抑制其表达，进而在LD条件下抑制Ehd1，从而抑制抽穗；（3）ISPL10与JmjC家族基因Se14互作，通过调控RFT1位点的H3K4me2甲基化水平影响其表达，在LD条件抑制抽穗过程。将ispl10突变体种植于不同纬度（黑龙江、辽宁、江苏、广东），其在低纬度（广东）因营养生长期延长显著增产，在高纬度（辽、黑）因提前抽穗避霜稳定产，在江苏（中纬度）生育期缩短但产量无损。该研究不仅阐明了复杂表观遗传网络调控抽穗期的机理，更重要的是证明了ISPL10基因是显著增强水稻广适性、应对气候变化挑战的优异基因资源。

2025年3月

Plant Biotechnology Journal杂志发表了题为Precise genome editing of Dense and Erect Panicle 1 promotes rice sheath blight resistance and yield production in japonica rice的研究论文，该研究解析了不同DEP1基因编辑突变体的表型，发现特定截短型突变体(dep1-cys)能协同提升水稻对纹枯病的抗性和产量。该成果为实现抗病与高产协同改良提供了直接有效的遗传操作策略和理论支撑。

2025年6月

Plant Physiology杂志发表了题为NITRATE TRANSPORTER1/PEPTIDE TRANSPORTER FAMILY4 interacts with DENSE AND ERECT PANICLE1 and regulates grain number in rice的研究论文，该研究发现理想株型关键基因IPA1通过调控OsNPF4和DEP1互作塑造水稻理想株型的新机制。

2025年6月

Plant Physiology发表了题为An H3K9me2 demethylase encoded by Jumonji C domain-containing DT2 regulates drought tolerance in rice的研究论文，万摩科技承担了本研究的测序和分析相关工作。本研究成功克隆抗旱基因DT2，揭示了其编码的组蛋白H3K9me2去甲基化酶调控水稻耐旱性的精密分子网络。研究发现，dt2突变体或敲除系中，DT2功能缺失导致OsZIP26位点H3K9me2水平升高、表达抑制，进而减弱了bHLH048对ABA合成关键基因NCED2的抑制；同时，DT2蛋白通过与转录因子ASR5互作，拮抗其对NCED2的激活作用，最终导致NCED2表达显著增强，ABA积累增加，植株抗旱性显著提升。尤为关键的是，这种抗旱性增强并未伴随产量损失，为培育高产抗旱兼备的粳稻新品种提供了极其宝贵的遗传靶点(DT2基因敲除)和应用前景。

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