近日，河南省农业科学院粮食作物研究所水稻研究团队在BMC Plant Biology上在线发表了题为“Identification of submergence tolerance QTLs/genes during seed germination in 432 rice varieties by GWAS”的研究论文。该研究通过对432份水稻材料进行精准鉴定，筛选到36份具有较强耐淹萌发能力的优异种质，通过全基因组关联分析等鉴定到3个调控水稻耐淹萌发性状的新基因（LOC_Os09g11590、 LOC_Os09g11660和LOC_Os09g11760），为耐直播水稻新品种遗传改良提供了重要的遗传资源和理论指导。

水稻直播可免除育秧、插秧等环节，省工、省田、省水、简便、高效，具有广阔的应用前景。然而，现有栽培稻品种大多低氧成苗率低，淹水条件下出苗不齐，是直播稻高产、稳产的主要限制因素，也是制约直播稻大面积推广与应用的主要瓶颈之一。鉴定筛选耐淹萌发能力强、低氧成苗率高的水稻种质及优异基因资源是培育直播稻新品种的重要基础。

Fig. 6 qRT-PCR analysis and phenotypic identification of knockout materials.

研究表明，胚芽鞘伸长情况是评价水稻低氧耐受性和耐淹萌发的关键指标。本研究对来自全球的432份水稻种质在10 cm淹水条件下的胚芽鞘伸长情况进行了调查统计，筛选到36份耐淹萌发优异水稻种质，其中粳稻33份，籼稻3份，粳稻的耐淹萌发能力普遍强于籼稻；利用全基因组关联分析（GWAS）检测到13个与胚芽鞘长度相关的QTLs，其中在第9号染色体上存在强关联信号，该位点被命名为qCL9。进一步通过连锁不平衡（LD）分析、水稻基因组注释信息以及表达分析等，明确LOC_Os09g11590、LOC_Os09g11660和LOC_Os09g11760为qCL9位点内的目标候选基因，相关性分析表明LOC_Os09g11590、LOC_Os09g11660和LOC_Os09g11760负调控淹水条件下的水稻胚芽鞘长度。遗传分析表明，敲除LOC_Os09g11590、LOC_Os09g11660或LOC_Os09g11760都能够促进淹水条件下的胚芽鞘伸长。单倍型分析表明LOC_Os09g11590基因内有28个非同义SNP，包含5种单倍型；LOC_Os09g11660基因内有13个非同义SNP，包含3种单倍型；LOC_Os09g11760基因内有13个非同义SNP，包含5种单倍型。该研究揭示了调控水稻胚芽鞘伸长的关键新基因位点和等位基因，并为进一步研究水稻耐淹萌发机制和分子遗传改良奠定了良好基础。

河南省农业科学院粮食作物研究所刘冬博士和马梦娟为论文共同第一作者，河南省农业科学院粮食作物研究所王亚副研究员和中国农业大学农学院李自超教授为论文共同通讯作者。该研究得到了河南省重点研发计划、河南省科技研发计划联合基金、河南省农科院科技创新团队以及河南省农科院自主创新专项基金等项目资助。