水稻長期以來一直是全球一半以上人口的主食。聯合國甚至宣佈2004年為國際稻米年，以提高人們對稻米的認識，並鼓勵採取行動，為快速增長的人口保護和發展稻米。最近，聯合國和國際水稻研究所共同召開了可持續水稻平臺會議，旨在聯絡各部門的利益攸關方，以實現以可持續和可負擔的方式生產更多水稻的目標。
水稻很古老，考古證據可以追溯到一萬年前。多年來，根據農民的經驗和研究人員的科學理解，對現代作物進行了改造，以提高生產率和彈性。然而，水稻用來生長和繁殖的基因引導仍未被完全瞭解。現在，日本的一個研究小組正在瞭解更多，包括一種基因對這種植物生長出既是種子又是食物的稻穀有多重要。
他們於2021年12月17日在《發育》雜誌上發表了他們的發現。
“植物有一種獨特的能力，可以在其生命週期中不斷地產生側面器官，比如葉子和花器官，”論文的第一作者、廣島大學生命綜合科學研究生院食品和農業生命科學專案助理教授Wakana Tanaka說。“這種能力依賴於多能幹細胞的活動，這種多能幹細胞能夠自我更新以維持一個恆定的數量，與植物的器官分化相協調。我們對幹細胞維持機制的理解在另一種模式植物——擬南芥中取得了進展，但我們對這些機制在水稻中的瞭解還不夠。”
圖 在tab1突變體中，tab1基因的功能喪失，不形成正常胚珠
水稻花包含花器官，包括雌蕊，它是花的子房。在花底部的子房中隱藏著的是花朵的胚珠，它們在授粉後長成水稻種子。
田中說：“由於所有的花器官都來自於存在於花芽中的幹細胞，所以在最後一個花器官——胚珠形成之前，幹細胞必須保持一個恆定的數量。”
在葉菜中，一種被稱為WUS的基因在花發育的早期階段，即雌蕊和雄蕊形成時，對幹細胞的維護至關重要。研究人員之前從一群突變的水稻植株中分離出了一株缺失TAB1（TILLERS ABSENT 1）的同源基因的水稻植株。在本研究中，他們進一步檢測了tab1突變體缺乏胚珠。
田中說：“在沒有胚珠的情況下，tab1突變體不能產生任何可育水稻粒，這表明tab1基因對水稻粒的形成至關重要。”
在進一步分析中，研究人員發現，在tab1突變體中，幹細胞在早期花器官的形成過程中存在，但在胚珠形成時就消失了。
田中說：“這一結果表明，直到花朵發育的最後階段，幹細胞都需要TAB1基因來維持。”總的來說，TAB1基因在胚珠形成過程中維護幹細胞方面發揮著重要作用，最終導致種子的形成。胚珠形成過程中幹細胞活性的這種直接必要性在擬南芥中是看不到的，所以似乎只有水稻才有。“
研究人員計劃繼續調查參與其他花器官形成的基因。田中說：”我們希望透過闡明這一基因，來闡明花發育過程中幹細胞維持的整個機制。“”未來，我們希望利用我們揭示的機制為水稻育種做出貢獻。“
來源：
https://journals.biologists.com/dev/article-abstract/148/24/dev199932/273695/Flower-meristem-maintenance-by-TILLERS-ABSENT-1-is?redirectedFrom=fulltext
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