文献类型： 中文期刊

作者： 常汇琳 ¹ ; 高世伟 ¹ ; 刘晴 ¹ ; 刘宇强 ¹ ; 马成 ¹ ; 沙汉景 ¹ ; 王婧泽 ¹ ; 聂守军 ¹ ;

作者机构： 1.黑龙江省农业科学院绥化分院

关键词： 水稻;茎秆强度;激素调节;育种应用

期刊名称： 中国农学通报

ISSN： 1000-6850

年卷期： 2025 年 41 卷 021 期

页码： 36-42

收录情况： CSCD

摘要： 本研究聚焦于水稻茎秆强度的遗传机制，旨在为抗倒伏分子育种提供坚实的理论依据。通过对学术文献以及研究报告进行系统的综述与深入的分析，阐述了茎秆强度、茎秆化学组成、激素调节以及株型相关基因的调控机制及其抗倒伏分子机理。分析结果显示，水稻茎秆强度受到形态结构（例如基部节间直径、壁厚）和化学成分（纤维素、半纤维素和木质素含量）的共同影响，其中下部节间的力学特性是决定水稻抗倒伏能力的关键因素。从基因层面来看，SCM3(OsTB1等位基因)借助独脚金内酯信号通路增强茎秆强度；WAK10对次生细胞壁纤维素的合成起到调控作用；OsTCP19促进木质素-纤维素的平衡；IPA1突变体则通过优化株型实现抗倒伏与高产的协同效应（减少无效分蘖、增加茎秆粗度，实现抗倒伏与穗粒数增加的平衡）。在育种应用方面，采用分子标记辅助选择的方法对相关QTL(quantitative trait loci)位点（如prl5、lrt5）进行筛选；利用基因编辑技术(CRISPR/Cas9)对茎秆强度关键基因进行定向改良；通过回交改良构建近等基因系聚合多个强秆基因（如SCM1-4）(NIL-SCM1、NIL-SCM2、NIL-SCM3和NIL-SCM4，以及双、三聚合体)，成功培育出抗倒伏新品种‘Sakura prince’和‘Monster Rice 1’。本研究提出，未来应在以下几个方面开展工作：挖掘新型抗倒伏基因（如STRONG2模块），解析多基因协同效应；建立茎秆强度与穗重、穗数的遗传平衡模型；结合全基因组关联分析优化基因聚合策略；探究环境因子（台风、密植）对茎秆强度的影响规律等，以期实现水稻抗倒伏性与产量的同步提高。