适度土壤干燥条件有利于提高作物产量

来自香港中文大学王冠群和湖南农业大学孟栓的联合团队的一项最新研究，揭示了在适度土壤干燥条件（MD）下水稻茎秆碳储备再活化中DNA甲基化的动态，证明适度土壤干燥增加了这种再活化的强度，表明DNA甲基化与水稻茎秆灌浆期基因表达之间存在联系。相关成果近日发布在《植物生理学》杂志。

在水稻等作物中，茎是一种特殊的暂时性来源器官，对水稻籽粒灌浆有重要作用，适度的土壤干燥可以增加茎中的碳储备，从而提高作物的产量。

但是，科学家们对籽粒灌浆过程中，DNA甲基化在碳储备再活化中的动力学和生物学意义尚不清楚。

在本研究中，联合团队生成了作物茎中DNA甲基的全基因组单碱基分辨图谱。在适度土壤干燥条件下作物灌浆过程中，联合团队观察到总细胞质DNA甲基化在变化，且低甲基化区域多于高甲基化区域。导致DNA甲基化和去甲基化的基因被上调，表明茎中DNA甲基化的变化是由DNA甲基化和去甲基化活性之间的拮抗作用调节的。

研究还发现，MYBS2基因的高甲基化和上调转录因子（TF）抑制了MYB30基因的表达，并可能增强了β-淀粉酶5（BMY5）的表达，促进了适度土壤干燥条件下水稻茎中淀粉的降解。

此外，联合团队还预测ERF24基因的高甲基化和下调转录因子与脱落酸8-羟化酶1（ABA8OX1）之间存在相互作用，降低其表达，有助于增加适度土壤干燥处理下脱落酸的浓度。