利用种子性状调控水稻穗发芽抗性以应对气候变化保障粮食安全

本研究针对气候变化导致的水稻穗发芽（PHS）灾害问题，通过评估9个水稻品种在开花后35/40天的人工PHS胁迫响应，发现抗性品种发芽率为零而感病品种达80-100%。研究揭示水分吸收能力、红种皮/红果皮颜色及高类胡萝卜素含量是关键抗性指标，为选育抗PHS水稻品种提供了重要遗传资源和生化标记。

　　

水稻（Oryza sativa）作为全球近半数人口的主粮作物，其生产稳定性正面临气候变化的严峻挑战。收获期不可预测的降雨和高湿度环境导致穗发芽（Preharvest Sprouting, PHS）现象频发——即谷粒在穗上提前萌发，造成严重经济损失和品质劣变。为开发抗PHS品种，研究团队对9个水稻品种开展人工模拟PHS实验，分别在开花后35天和40天设置3天、5天及7天的处理周期。结果表明：抗性品种在PHS胁迫下完全无萌发，而感病品种发芽率高达80%-100%。水分吸收能力被确定为影响PHS敏感性的关键因素，低吸水性可显著延迟萌发进程。此外，红色种皮和红色果皮性状与抗性密切相关，白色果皮和浅黄色种皮则表征感病性。抗性品种同时表现出高类胡萝卜素含量，该生化标记与增强的种子休眠特性相关。PHS会负面影响谷物产量等农艺性状，但抗性基因型在这些指标上均显著优于感病基因型。本研究证实抗PHS品种可作为关键遗传资源，通过育种应用有效缓解气候变化下的产量损失，保障水稻生产稳定性。