近日，华南农业大学农学院教授王州飞团队研究揭示了OsDREB1C-OsNAC3-OsGH3.2通过脱落酸（ABA）介导的生长素（IAA）途径调控水稻种子萌发的新通路，并明确了其在育种中的利用价值。相关成果在线发表于《植物生理学》。此前，该团队已在《科学进展》上揭示OsDREB1A-OsNAC3-OsGA20ox1模块通过赤霉素途径调控芽期生长。

OsDREB1C-OsNAC3-OsGH3.2转录模块的分子调控模式。研究团队供图，下同

论文共同通讯作者、华南农业大学农学院副教授何永奇介绍，种子萌发是植物生长发育的关键起始点，直接决定田间成苗情况，是保障作物高产稳产的核心基础之一。植物激素在种子萌发调控中扮演核心角色，其中ABA是抑制种子萌发的关键因子，IAA则通过与ABA协同或拮抗作用参与调控，但目前其分子调控网络尚不明晰。因此，揭示ABA介导的IAA途径调控种子萌发的分子机制，并评估其育种利用潜力，将为作物轻简高效栽培、提升单产提供重要理论支撑。

在国家自然科学基金等项目资助下，研究团队成功鉴定出一个由OsDREB1C、OsNAC3和OsGH3.2组成的转录级联通路，该通路通过ABA介导的IAA途径调控种子萌发。研究发现，与野生型相比，在ABA存在的条件下，施加IAA可显著抑制Osnac3突变体种子萌发。分子机制研究表明，OsNAC3可直接结合IAA代谢基因OsGH3.2的启动子，在种子萌发早期激活其表达，进而降低种子中IAA的积累量。同时，OsNAC3启动子序列的自然变异会影响转录因子OsDREB1C与其结合的亲和力，而OsDREB1C能够同时激活OsNAC3和OsGH3.2的表达。在遗传关系上，OsNAC3位于OsDREB1C下游发挥功能，同时作为上游调控因子作用于OsGH3.2，形成转录级联调控，通过ABA依赖的IAA途径调控种子萌发。

优异单倍型鉴定与育种利用评价。

在基因育种利用方面，研究团队开展了OsDREB1C和OsGH3.2基因优异单倍型分析。结果显示，携带OsDREB1CHapB单倍型的种质发芽率显著高于OsDREB1CHapA型，而OsGH3.2的3种单倍型均与种子萌发无显著关联。结合前期鉴定出的控制种子萌发的OsNAC3Hap2优异单倍型，进一步评估发现，聚合优异单倍型OsNAC3Hap2和OsDREB1CHapB能够显著提高种子发芽率。OsNAC3Hap2和OsDREB1CHapB主要存在于籼稻中，在粳稻中几乎缺失。不过，在粳稻品种中过表达OsDREB1C或OsGH3.2，可显著促进种子萌发。

由此可见，OsDREB1C-OsNAC3-OsGH3.2模块是一个潜在的遗传改良靶点，可通过分子标记辅助选择或基因过表达等策略，培育适宜直播轻简栽培的水稻新品种，提高作物产量。

相关论文信息：https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf577