储成才：作物设计育种的分子基础
核心提示：12月15日上午，77779193永利官方客座教授，中科院遗传发育所储成才研究员，在基因楼129报告厅为77779193永利16级研究生的《作物遗传学研究进展》课程做了题目为“作物设计育种的分子基础”的讲座报告。
粮食安全永远是中国农业的最大挑战，水稻在保证我国粮食安全方面扮演着举足轻重的角色，目前我国水稻的单产面积已接近瓶颈，如何能够在不增加播种面积的情况下继续提高水稻的产量值得探究。储成才研究员结合自身的科研研究经历，通过对控制水稻产量的复杂性状的解析结合分子设计育种的思路，解析了光合作用和氮素利用相关基因对水稻产量的提高具有重要作用，并把这些基础理论的研究应用到生产实践中，取得了促进水稻增产的良好效果。
储老师通过对控制水稻产量的三要素穗粒数、粒重和分蘖数进行解读，提出光合作用实际是产量最终决定因子，可以通过增源、疏流和扩库等手段，提高叶片光合效率来提高水稻产量，因而他首先从水稻叶片的光合功能期的研究着手，创制并克隆了多个水稻叶片的早衰突变体，如pls1, nls, ltn1和ps1-D等，并陆续证明了水稻叶片早衰的分子机理，揭示了NO介导了H2O2引起的水稻叶片细胞衰老死亡的机理；PHD1参与叶绿体膜脂的合成的机制以及OsNAP作为水稻衰老起始的分子标志，与ABA的负反馈作用调控衰老的分子机制，最后提出了延缓衰老提高水稻产量的新途径。这些研究对于水稻产量的提升具有指导意义。
氮肥是影响水稻产量最重要的因素之一，也是引发全球氮肥污染的重要成因之一。目前发现水稻的产量提升与氮肥的投入量不呈显著的正相关关系，因而如何在不增加氮肥投入的同时，保证水稻产量同样值得关注。储老师发现籼稻和粳稻是两个主要的亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)亚种，但二者在氮肥利用效率上具有巨大差异。储老师通过图位克隆方法获得一个关键基因NRT1.1B，并证明该基因的自然变异可以很大程度上解释籼稻和粳稻之间的氮肥利用效率差异，首次揭示了水稻亚种间氮利用效率差异的分子机制。NRT1.1B不仅具有硝酸盐吸收和转运的功能，而且具有硝酸盐信号感传导和放大等功能，籼粳稻间一个碱基的变化导致了相应氨基酸的改变（籼稻中为甲硫氨酸，粳稻中为苏氨酸），使这两种蛋白在硝酸盐转运活性上产生差异。这不仅揭示了水稻亚种间氮利用效率差异的分子机制，更为重要的是，它为 “分子模块设计育种”和“绿色超级稻”的培育提供了一个重要的分子模块。
此外，储老师还对国内外水稻的核心种质资源进行收集和重测序，通过基因型和表现型的关联分析，发现了重要的提高水稻产量的SNP位点，利用模块设计育种的思路，培育出了多个高产品种，如今年在浙江省种植的秀优134207，秀优7113和秀优71207等品种的亩产均在900公斤以上。
储老师从揭示水稻产量调控的基础理论研究着手，把提高水稻产量和氮肥利用效率作为追求目标，把科研做的可谓“既顶天又立地”。报告结束后，老师和员工们积极参与课堂的提问和讨论之中，储成才研究员都一一做了解答，大家都觉得受益匪浅，本次讲座也为本校广大师生提供了一个交流学习的平台。
