近日，我校农学院陈忱教授团队在《The Plant Cell》期刊发表了题为“Maternally expressed OsFERTILIZATION-INDEPENDENT ENDOSPERM1 regulates seed dormancy and aleurone development in rice”的研究论文，揭示了水稻中表观遗传调节因子OsFIE1通过组蛋白H3K27me3修饰抑制植物激素赤霉素的生物合成调控种子休眠和糊粉层发育的新机制。

休眠是植物环境适应的重要机制，能够确保种子在适宜的环境条件下才开始萌发生长。休眠过强会导致种子萌发不整齐，过弱则会增加作物发生穗发芽的风险，影响高产稳产。该研究表明表观遗传调控对于改良水稻的休眠特性和营养品质具有重要意义，同时也为水稻种质创新和分子设计育种提供了新的理论指导和潜在基因资源。

课题组研究发现，水稻胚乳特异表达基因OsFIE1正调控种子休眠，OsFIE1突变导致水稻发生严重穗发芽。进一步的遗传和生化证据表明，OsFIE1蛋白通过组蛋白修饰抑制赤霉素生物合成相关基因OsGA20ox1表达，阻止赤霉素在胚乳中过度积累，从而维持种子正常休眠。实验证明在水稻中过量表达该基因可以显著增加种子休眠性，有效降低成熟种子发生穗发芽的风险。因此，该基因可以作为分子育种的潜在靶标，用于培育抗穗发芽的水稻新品种。

该研究还发现，OsFIE1蛋白可以通过组蛋白修饰调控OsGA20ox1以及糊粉层分化关键正调控基因OsCR4表达，进而抑制糊粉层分化。由于水稻糊粉层中富含蛋白质、脂肪、维生素、膳食纤维和矿质元素等多种营养物质，增加糊粉层厚度可以显著提高稻米营养品质。因此，可以通过调控OsFIE1基因在水稻中的表达和活性增加稻米糊粉层厚度。该研究为培育高营养品质稻米提供了潜在的宝贵基因资源。如何平衡好休眠特性与营养品质之间的矛盾是今后研究的重点。

我校农学院博士后成晓俊为论文第一作者，陈忱教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、江苏省农业自主创新项目等项目资助。