直播稻栽培因其操作简便、节本增效等优势备受农户青睐。浸种催芽播种作为该技术的核心环节，其芽期活力直接影响田间成苗率，以及后期作物产量和品质。激素调控种子萌发的分子机制已有诸多报道，尽管种子萌发与芽期生长存在生理关联，但二者受独立分子机制调控，至今有关芽期生长的激素调控网络仍不清晰。因此，解析水稻芽期生长的关键基因及其作用机制，为培育适宜直播的水稻品种提供重要线索。
近日，华南农业大学农学院、广东省高等学校未来作物精准育种基础研究卓越中心王州飞教授团队在Science Advances在线发表了题为“Feedback transcription regulation between OsNAC3 and OsDREB1A promotes post-germination growth in rice”的研究论文，揭示了OsDREB1A-OsNAC3-OsGA20ox1转录模块通过赤霉素途径调控水稻芽期生长的分子机制，并明确了其在育种中的利用价值。
该研究聚焦直播稻芽期生长调控的分子机制，首先通过分析种子萌发早期根和芽的转录组数据，成功挖掘并鉴定出转录因子OsDREB1A是正向调控芽期生长的关键因子。深入探究其分子机制发现，OsDREB1A与OsNAC3之间能相互直接结合彼此启动子，形成独特的OsDREB1A-OsNAC3-OsDREB1A转录反馈调控环路，激活彼此表达。同时，OsNAC3直接结合赤霉素（GA）生物合成基因OsGA20ox1启动子并激活其表达，从而提高活性GA含量。最终，借助OsNAC3介导的GA生物合成增加，OsDREB1A促进芽期生长。
在育种应用方面，研究精准鉴定了控制芽期生长的OsDREB1A和OsNAC3优异单倍型，深入剖析了影响OsDREB1A和OsNAC3表达水平的启动子区顺式调控元件，揭示了籼粳稻在芽期生长自然变异中的遗传基础。将OsNAC3和OsDREB1A优异单倍型导入粳稻品种，以及对基因进行过表达操作，均能显著促进芽期生长，充分证明这两个基因在培育适合直播的水稻品种中具有潜在的应用价值。
华南农业大学和韶关学院联培博士后黄成威、华南农业大学农学院何永奇副教授为本论文的共同第一作者，王州飞教授为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、博士后基金、广东省未来作物精准育种基础研究卓越中心项目的资助。
