点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:谷子开花的密码是啥?我科学家发现这一关键决定因子
首页> 光明科普云> 科普中国智惠农民> 农科前沿 > 正文

谷子开花的密码是啥?我科学家发现这一关键决定因子

来源:光明网2022-11-01 15:59

  近日,中国农业科学院作物科学研究所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用创新团队联合国内多家单位,在谷子中鉴定出了决定谷子光周期响应的关键调节因子SiPHYC,为解析植物光周期响应遗传机制提出了新见解,也为今后C4模式作物高效研究体系的建立提供了优异种质资源。相关研究成果发表在《新植物学家(New Phytologist)》上。

谷子开花的密码是啥?我科学家发现这一关键决定因子

谷子室内快速加代及模式化研究体系(幼穗、小花、植株的形态)

  植物在长期进化过程中通过适应四季变化,在适当时间开花完成世代繁衍。由于四季变化造成日照长度(即光周期)不同,在大于临界日长才能够开花的植物称为长日植物,如拟南芥、二穗短柄草、小麦、大麦等植物;小于临界日长才能够开花的植物称为短日植物,包括水稻、玉米、大豆、高粱、谷子等植物。

  长日植物在长光周期环境下开花比短光周期环境下开花提前,短日植物则恰恰相反。长期以来,植物对不同光周期响应的遗传调控机制仍然不清楚,决定植物长日或短日属性的关键调控因子至今尚未明确。

谷子开花的密码是啥?我科学家发现这一关键决定因子

  光敏色素作为光受体可以感受光信号,参与了光周期对植物的开花(抽穗期)调控。为了解析植物对光周期响应的遗传机制,该研究利用群体遗传学等研究方法,发现了SiphyC在谷子驯化过程中受到了选择,进而通过对特定不同遗传背景谷子种质资源开展早熟性谷子突变体的筛选,得到4个不同遗传背景的SiphyC等位突变体。这些突变体均表现为极早抽穗,同时伴随着分蘖增多、株高降低等表型。

  谷子作为短日植物,抽穗期表现为长日抑制,短日促进;但SiphyC突变体的抽穗期表现为长日促进,短日抑制,呈现完全相反的表型,说明SiPHYC的突变会使谷子具有长日植物属性。该研究结果表明,短日植物谷子的光周期响应受到SiPHYC直接调控,这一发现丰富了我们对光敏色素基因功能方面的科学认识。

  此外,研究人员利用谷子SiphyC突变体具备的早熟效应,以及可以快速加代的特性,构建了与之匹配的高效室内种植体系,结果表明SiphyC突变体的种植密度较野生型可以提高4倍之多,并且可以实现种子到种子生命周期在45天之内完成,这进一步完善了谷子功能基因鉴定及高效研究技术体系平台,为促进谷子作为模式植物研究体系的发展,推动禾谷类作物C4、抗逆及品质等基因的鉴定研究奠定了基础。

  该研究得到国家重点研发计划、国家自然基金、国家谷子高粱产业技术体系和中国农业科学院科技创新工程项目的支持。

科普中国智惠农民

学术支持

中国农业科学院作物科学研究所

制作

光明网科普事业部

记者

宋雅娟

谷子开花的密码是啥?我科学家发现这一关键决定因子

 

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 第140届广交会第一期线下展:18.9万名境外采购商到会

  • 《长征专题书目(1936—2026)》出版发行

独家策划

推荐阅读
智能科技是当前最具革命性、引领性的科技前沿,是推动新质生产力质态变革的关键力量,它不仅表现为技术层面的迭代,更体现为生产方式、产业形态和价值创造模式的系统性重构,并推动形成智能经济新形态。
2026-10-20 10:00
推进全球人工智能伦理治理,必须坚持“以人为本、向上向善”,以增进全人类共同福祉为根本目标,从技术普惠、精准治理、多元参与和全球共治四个方面协同推进,构建发展机会均等、权责边界清晰、国际协同高效的治理秩序。
2026-10-20 09:59
人民健康是民族昌盛和国家强盛的重要标志,也是中国式现代化行稳致远的根基所在。时隔十年,2026年10月,全国卫生与健康大会再次召开。回望十载征途,健康中国已从宏伟蓝图,化作大江南北触手可及的民生福祉。
2026-10-20 09:58
自然如何不被贫困“吞噬”,跨境之痛如何共担,资金如何流向正确方向——16日在亚美尼亚首都埃里温举行的生物多样性领导人峰会,就这三个问题向《生物多样性公约》第十七次缔约方大会(COP17)正式谈判传递出三个诉求:把自然保护纳入安全议程,让全球目标回应区域现实,让资金和措施真正到位。
2026-10-20 09:57
生产要素创新性配置,推动资源治理由技术优化向制度协调延伸。算电协同、算水协同揭示的资源逻辑,是技术创新改变资源利用方式、要素创新性配置提升系统效能、产业转型升级实现综合价值的有机统一。
2026-10-20 09:55
围绕“科学作为全球公共产品”“负责任的人工智能应对全球挑战”“科学、社会与信任”三大议题开展对话交流
2026-10-20 08:58
2026国际科学理事会中期会员大会暨北京科学对话由国际科学理事会主办,中国科学技术协会、中国科学院、中国社会科学院、北京市人民政府共同举办
2026-10-20 08:29
城市是人民美好生活的载体,人民群众是城市建设的主体和城市发展的动力源泉。
2026-10-19 09:32
当你出门后,扫地机器人根据你的清洁习惯自己排定工作时间、规划好路线;自研的快充技术,让它边充边扫、无限续航。这个颇具科幻意味的场景,已被第140届中国进出口商品交易会(广交会)上的一款产品实现。
2026-10-19 09:35
“可信工具”这一重要提法精准抓住了人工智能发展的一个根本问题:我们不能只问人工智能是不是更聪明、更高效、更强大,还要追问它是否真正可信。
2026-10-19 09:31
让从农田到餐桌的全过程均有标准可依,并积极推广应用食品数字标签,让食品信息获取更便捷高效。
2026-10-19 09:18
推动卫生与健康事业高质量发展,不断提高人民健康水平,确保健康中国建设取得决定性进展。
2026-10-19 09:16
当前全球生态环境挑战日益严峻,科技创新是应对可持续发展挑战的核心力量。
2026-10-16 16:29
10月16日是第四十六个世界粮食日,所在周是全国粮食安全宣传周,主题为“创新当下,粮安未来”。从良种选育、智能农机到数字农业、精准储运,创新正成为粮食增产、节粮减损、营养提升的关键引擎。即日起,光明网联合科普中国推出系列科普视频,深入解读科技创新绘就的粮安答卷。
2026-10-16 08:46
在显示技术升级与人工智能赋能的双重驱动下,行业正跳出传统数字阅读的固有边界
2026-10-16 08:45
打造集技术研发、模型训练、系统验证及场景测试于一体的创新基地,推动人形机器人及具身智能技术从实验室研发阶段走向大规模产业应用。
2026-10-16 08:39
工业和信息化部、中央网信办、市场监管总局高度重视,在前期调查工作基础上,成立联合调查组开展核查,并依法依规处理。有关情况将及时公布。
2026-10-16 08:40
大会延续“零碳·科技”永久主题,以“智储新程 绿动全球”为年度主题
2026-10-16 08:35
“戈壁荒滩老风口,飞沙走石雁不留。托里县老风口蝶变的三部曲,为生态脆弱地区推动高质量发展、树立和践行正确政绩观,提供了深刻启示。树立和践行正确政绩观,就要算大账、算长远账、算整体账,既做显功、也做潜功,把生态优势转化为发展优势、民生福祉。
2026-10-15 09:51
常压下,水到0℃会结冰,这就是人们熟悉的相变,0℃即是相变的临界点。两篇论文的共同通讯作者、宁波东方理工大学助理教授余雪佳,把这个难题比作“在沸水中完好保存一件冰雕”。
2026-10-15 09:49
加载更多