还有一条农作物光合产物运输的“高速公路”

据中国农业科学院最新消息，该院生物技术研究所作物高光合效率功能基因组创新团队发现了调控光合产物蔗糖效率的关键基因SEM1，为培育高光合效率作物提供了新的基因资源。相关研究成果近期发表于《植物杂志（Plant Journal）》。

中国农业科学院生物技术研究所团队负责人、研究员鲁铁刚介绍，蔗糖是植物主要的光合产物，在源器官的叶片中合成，通过维管组织运输到库器官，再水解合成淀粉、蛋白质等有机物。因此，蔗糖转运对作物生长和产量形成非常重要。然而，调控蔗糖转运的关键步骤仍有待阐明。

为此，团队对水稻突变体进行了大规模筛选，从6万多份材料中获得了两个叶片蔗糖积累过量的等位突变体，显示生长发育受阻，光合效率下降。研究发现，SEM1基因编码一种胼胝质合成酶，主要在维管韧皮部细胞中表达，其功能丧失会导致维管细胞数量减少，蔗糖从源器官向汇器官的运输受阻，滞留的蔗糖在叶绿体中合成淀粉并过度积累，从而对光合作用产生负调节作用。

该研究有望为光合作用源器官叶片与汇器官种子之间的快速运输搭建“高速公路”，加速蔗糖的运输，有效提高光合效率和作物产量。陆刚透露，团队正在从事相关人工干预的应用研发，旨在将作物光合作用通道从“国道”升级为“高速公路”。

该研究得到了中国农业科学院科技创新项目和国家重点研发计划的资助；d科技部计划。