水稻的穗发芽（PHS）现象通常发生在长江中下游地区的高温高湿环境中。PHS会对作物产量以及作物品质造成较大影响，延长种子休眠可以防止PHS，从而减少损失提高产量。

该研究以收获后发芽率较高（83.00%）的粳稻品种中花11为受体亲本，收获后发芽率较低（4.11%）的AUS稻品种孟加拉小粒为供体亲本，构建作图群体，在第三染色体发现了控制种子休眠的QTL qSDR3.1。通过筛选重组单株进一步将qSDR3.1的位置缩小到26.9 kb。随后，根据基因注释以及互补转化实验确认LOC_Os03g11550是SDR3.1基因。

为了明确SDR3.1的功能，通过CRISPR/Cas9敲除、酵母单杂交、酵母双杂交检测、瞬时转染分析、亚细胞定位、双分子荧光互补等试验发现SDR3.1是OsbZIP46失活和降解的中介因子。它负向调控ABA信号，通过与ABI5互作，同时抑制ABI5和ABI3的转录激活活性，从而降低了下游的ABA信号响应基因EM1和LEA3等的表达，最终导致种子休眠降低。

研究利用SDR3.1编码序列中的五个SNP在水稻3K数据库中检测到了五种主要单倍型。籼稻中单倍型主要是Hap1和Hap2，粳稻中主要是Hap3和Hap4，AUS稻主要是Hap5。分析不同单倍型在地理上的分布，发现栽培品种间SDR3.1的遗传多样性相对较低。Hap3和Hap4的平均发芽率最高，其次是Hap1和Hap2，Hap5的平均发芽率最低。

为了验证SDR3.1对水稻种子休眠的影响，通过与孟加拉小粒杂交将SDR3.1导入到中恢261，在BC1F1世代利用水稻40K基因芯片筛选出遗传背景回复率最高的杂交株，自交后在SDR3.1基因区段纯合的后代中利用水稻40K基因芯片筛选出遗传背景回复率最高的单株BC1F2-39。BC1F2-39与中恢261的遗传相似度为88.78%。BC1F2-39的穗发芽率显著低于中恢261，而千粒重、粒长、粒长和粒宽等产量相关性状与中恢261无明显差异。

1.Guo N, Tang S, Wang Y, et al. A mediator of OsbZIP46 deactivation and degradation negatively regulates seed dormancy in rice[J]. Nature Communications, 2024, 15(1): 1134.

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45402-z#article-info