Nat commun | 王拴锁/孔照胜/傅向东团队发现谷子增产密码：SiSD1 基因兼顾矮秆、氮高效与杂交高产

本研究以C4作物谷子为对象，旨在解析其矮秆、氮高效与杂交增产的协同调控机制。研究背景指出，谷子株型差（植株高、分蘖少）是限制产量的核心短板，且传统“绿色革命”品种存在氮肥利用率低的问题。研究目的为探究赤霉素通路基因能否同时调控谷子株型与氮素吸收，并鉴定驯化关键基因。研究通过组装矮秆多分蘖品种蹲谷的端粒到端粒基因组，图位克隆到SiSD1基因（编码赤霉素20-氧化酶2），发现其功能缺失可降低活性赤霉素含量，重塑氮代谢，导致半矮秆、多分蘖和增产。关键发现是SiSD1/sisd1杂合基因型在杂交一代中能协调株高、分蘖与氮效率，实现杂种优势，且该等位基因已存在于主推杂交品种中。分子机制上，SiSLR1-SiERF7/073模块调控SiSD1转录，而驯化过程中D157E氨基酸变异削弱了赤霉素合成并受正向选择。结论：SiSD1是多效整合基因，利用其杂合优势为作物遗传改良提供精准育种策略。