育秧、移栽是人們常見的水稻栽培方式，而將稻種直接播入大田進行水稻直播，是近年來一種輕簡化的栽培方式，但也存在出苗率較低的問題。近日，中國水稻研究所胡培松院士團隊研究發(fā)現，在水稻覆土直播中，水稻1號染色體上存在一段能同時控制幼苗中胚軸伸長與出苗率的主效數量性狀基因qME1。該研究揭示了調控水稻破土出苗的新機制，為選育適合直播的水稻新品種提供重要參考，相關研究成果在線發(fā)表在學術期刊《植物學報》上。

研究團隊專家介紹，隨著社會發(fā)展，傳統(tǒng)精耕細作式的水稻育秧移插栽培方式已難以滿足現代農業(yè)生產的需求，以省力、省工為特點的輕簡化栽培方式——水稻直播栽培技術展現出巨大的發(fā)展?jié)摿?。但目前水稻直播還存在用種量大、出苗率較低、出苗不均勻等問題，嚴重制約了其在更大范圍內的推廣應用。

研究表明，水稻中胚軸伸長對幼苗破土出苗具有關鍵作用，是提供其迅速破土的主要動力。因此研究中胚軸在出苗過程中伸長的作用機理、鑒定控制中胚軸伸長的優(yōu)異基因對于推廣水稻直播技術具有重要的意義。而此前研究已表明，現代栽培稻普遍丟失了長中胚軸這一古老的性狀，但其背后的遺傳馴化基礎并不清楚。

由此，在國家自然科學基金等項目的支持下，研究人員利用基因技術，通過實驗發(fā)現基因qME1賦予了水稻長中胚軸性狀。進一步研究發(fā)現，水稻覆土的機械壓力通過誘導釋放乙烯，最終促進了水稻中胚軸的伸長。研究人員通過進一步馴化研究發(fā)現，中胚軸伸長性狀在水稻矮化育種中被逐漸丟失，也暗示長中胚軸是野生稻及早期水稻在破土出苗時適應惡劣環(huán)境的關鍵因素之一。此外，該研究還發(fā)現qME1具有耐淹、早生快發(fā)等優(yōu)點，在水稻中胚軸部位異位表達這一基因，能在不顯著影響水稻株高和抗倒伏性的前提下促進中胚軸的伸長。