近日，中國農業科學院煙草研究所煙草功能成分與生物合成創新團隊聯合中國農科院華東中心等單位，揭示了ZlRc和ZlRd基因聚合在平衡水稻生長和類黃酮生物強化中的利用價值。相關研究成果發表在《植物生理學和生物化學（Plant Physiology and Biochemistry）》上。

作為水稻的近緣屬，菰屬植物具有栽培稻丟失的許多優良性狀，如高類黃酮、高蛋白、高生物量和耐深水等，為克服水稻育種資源狹窄瓶頸提供了重要的優異性狀基因供體材料。前期研究發現，中國菰米富含原花青素和黃酮糖苷等多種類黃酮，ZlRc為類黃酮合成調控基因，ZlRd為類黃酮合成結構基因。目前，ZlRc和ZlRd基因聚合在平衡水稻生長和類黃酮生物強化中的利用價值尚不清晰。

該研究發現，ZlRc和ZlRd基因聚合過表達能夠在不影響水稻農藝性狀、產量以及葉片葉綠素含量和光合氣體交換參數的前提下，使水稻種子由無色變為深棕色，并顯著提高其類黃酮含量、抗氧化活性以及對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶、胰脂肪酶和酪氨酸酶的抑制作用。通過轉錄組、基因表達分析以及酶活性等的測定，明確了ZlRc和ZlRd基因聚合過表達能夠促進類黃酮合成結構基因CHS、F3'H和F3'5'H表達。該研究為培育產量穩定、類黃酮含量提升的水稻提供了新的基因資源和技術手段，對水稻等主糧營養強化和推動其生物育種具有重要意義。

煙草所碩士研究生馬晴和李宛鴻為該論文共同第一作者，閆寧研究員和張忠鋒研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到了中國農業科學院科技創新工程和青年創新專項等項目的資助。