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近日，中國科學院國家納米科學中心曹宇虹團隊與遺傳與發(fā)育生物學研究所李家洋團隊，利用納米技術提高了高稈野生稻抗種子落粒性，為未來水稻育種帶來了新希望。相關研究成果以Improving Seed Shattering Resistance in Wild?O. alta?Rice with Mesoporous Silica Nanoparticle Delivery Systems為題，發(fā)表在《納米快報》（Nano Letters）上。高稈野生稻是多倍體野生水稻，擁有CCDD基因組，具有生物量大、抗逆性強的特點，如耐旱、耐鹽和抗病蟲害等。而這種野生稻存在種子易脫落的缺陷。這意味著，在成熟期，稻穗上的種子易掉落，導致收成減少。這限制了高稈野生稻在農業(yè)生產中的應用。此前，科學家嘗試通過基因工程手段如基因敲除和基因編輯，來抑制控制種子脫落的關鍵基因。然而，這些方法往往影響植物的其他重要功能。為解決這一難題，該團隊轉而利用納米技術開展研究?？蒲腥藛T使用介孔二氧化硅納米顆粒（MSNs）作為載體，將小干擾RNA（siRNA）傳遞到高稈野生稻的細胞中。研究顯示，siRNA可以特異性地沉默與種子脫落相關的基因，而不對植物的其他功能產生永久性影響。通過葉面噴灑的方式，MSNs穿透了水稻葉片的蠟質層，將siRNA送入植物細胞。實驗結果顯示，目標基因的表達降低，種子脫落現象得到改善。這一方法可以同時針對多個基因，實現多重基因的調控。這一成果為改良野生水稻的種子脫落性提供了全新策略，有望為提高水稻產量和穩(wěn)定性作出貢獻。這一方法展示了納米技術在植物生物技術領域的潛力，并為其他作物的改良提供了新思路。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金和中國科學院相關項目的支持。論文鏈接MSN遞送siRNA抑制水稻落粒工作模式圖