近日，中国农业科学院烟草研究所烟草功能成分与生物合成创新团队联合中国农科院华东中心等单位，揭示了ZlRc和ZlRd基因聚合在平衡水稻生长和类黄酮生物强化中的利用价值。相关研究成果发表在《植物生理学和生物化学(Plant Physiology and Biochemistry)》上。

作为水稻的近缘属，菰属植物具有栽培稻丢失的许多优良性状，如高类黄酮、高蛋白、高生物量和耐深水等，为克服水稻育种资源狭窄瓶颈提供了重要的优异性状基因供体材料。前期研究发现，中国菰米富含原花青素和黄酮糖苷等多种类黄酮，ZlRc为类黄酮合成调控基因，ZlRd为类黄酮合成结构基因。目前，ZlRc和ZlRd基因聚合在平衡水稻生长和类黄酮生物强化中的利用价值尚不清晰。

该研究发现，ZlRc和ZlRd基因聚合过表达能够在不影响水稻农艺性状、产量以及叶片叶绿素含量和光合气体交换参数的前提下，使水稻种子由无色变为深棕色，并显著提高其类黄酮含量、抗氧化活性以及对α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶、胰脂肪酶和酪氨酸酶的抑制作用。通过转录组、基因表达分析以及酶活性等的测定，明确了ZlRc和ZlRd基因聚合过表达能够促进类黄酮合成结构基因CHS、F3’H和F3’5’H表达。该研究为培育产量稳定、类黄酮含量提升的水稻提供了新的基因资源和技术手段，对水稻等主粮营养强化和推动其生物育种具有重要意义。

烟草所硕士研究生马晴和李宛鸿为该论文共同第一作者，闫宁研究员和张忠锋研究员为该论文的共同通讯作者。该研究得到了中国农业科学院科技创新工程和青年创新专项等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2025.110137