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水稻分蘖受环境和基因共同调控，氮素是影响水稻分蘖最大的营养元素之一。但水稻对氮肥的吸收存在一个的阈值，超过该阈值施用氮肥不仅很难继续提高水稻的分蘖，还会降低水稻的氮肥利用率，甚至造成水稻无效分蘖过度增加。农作物秸秆是一个重要的资源，其被土壤微生物分解后，可作为农业生产中植物生长所必需的重要有机氮源、碳源，并且其中的氮、磷、钾含量相对较多可替代部分的化学氮肥。因此，定位分蘖性状在不施氮和秸秆还田处理下的QTL、理解QTL×Environment互作效应有助于利用MAS提高对低氮和减施适量氮肥的适应能力，同时也有利于挖掘与水稻氮高效相关的基因。这为分子设计育种提供了有效实践途径，对培育氮高效品种具有重要意义。
2025年5月22日，Agriculture（IF=3.6，中科院二区）在线发表题为“Variation and QTL Analysis of Dynamic Tillering in Rice Under Nitrogen and Straw Return Treatments”的研究论文，该研究系统挖掘了分蘖相关遗传位点及其环境互作效应，为挖掘水稻分蘖及氮高效相关候选基因提供了重要遗传资源，同时为特定环境下定向育种和分子标记开发奠定了理论基础。
该研究以两优培九衍生的124个重组自交系（RIL）群体及其亲本9311和PA64s为材料，在三种处理（不施氮、施氮、施氮+秸秆还田）下连续两年进行动态分蘖表型鉴定。系统解析了水稻分蘖遗传调控与环境互作的分子基础，揭示了多环境下分蘖相关QTL的动态特征及关键候选基因。通过单环境、多环境及Meta-QTL整合分析，鉴定出44个未报道的新QTL，其中3个主效QTL（mks1-355、mks1-352、qmD1TN1）在连续两年试验中贡献率超40%，且不受环境互作影响，MQTL1.6区间进一步锁定其可能为同一遗传位点。值得注意的是，候选基因OsSPL2在亲本间存在显著表达差异及多态性，提示其可能为分蘖主效基因, OsSPL2基因可作为分子标记开发的优先靶点。此外，鉴定出4个具有拮抗多效性的QTL（如qmD1TN12），为特定环境下定向选择有利性状提供了理论依据。
综上所述，该研究为水稻分蘖分子标记开发、氮高效品种选育及秸秆还田适应性改良奠定了重要基础，对优化资源利用与精准分子设计育种具有双重实践价值。
这是自贡市农业科学研究院首次以第一完成单位发表SCI论文。该院粮作研究所科研人员税阳为论文第一作者，高级农艺师鄢圣敏与西南科技大学胡运高研究员为共同通讯作者。此项研究由自贡市农科院牵头，联合崖州湾国家实验室、西南科技大学生命科学与工程学院共同完成，相关工作得到中央引导地方项目、四川省重点研发计划、四川省重大科技项目支持。
原文链接：https://www.mdpi.com/2077-0472/15/11/1115
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