水稻穗发育与高产育种

水稻是全球最重要的粮食作物之一,其穗发育对于产量有重大影响.穗部器官主要包括枝梗、小穗和小花;其中,枝梗属于花序结构,其数量、长度和分布等对穗型起决定性作用,并最终决定"每穗粒数";而小花最外轮花器官颖壳的发育也在很大程度上决定了粒型,进而影响"千粒重";除此之外,浆片、雌雄蕊等花器官的发育也会决定开花习性、育性等影响"杂种优势"利用的性状[1-3].因此,剖析水稻穗部各器官起始和形成的调控机制、明确其决定相关农艺性状的机制,不仅具有重要理论价值,还可以指导高产育种,对保障中国粮食安全具有重要意义.水稻穗发育基因调控是一个多基因、多途径,且有序、精密、协同的工作过程,当前已经克隆了许多水稻穗发育调控基因,但是,在分子机制及调控网络解析方面还需要进一步完善和深入,同时基于相关基因的分子设计育种也亟待大力开展.本专题展示了部分水稻穗发育调控基因的功能和分子设计研究进展,以期为水稻高产育种提供理论依据和应用指导.