長期以來，我國花生種植多依賴每穴雙粒或多粒的傳統(tǒng)方式。然而，這種播種模式不僅加劇了植株間的“內(nèi)耗”，導(dǎo)致苗株參差不齊、生長受限、產(chǎn)量徘徊不前，還因用種量大而浪費(fèi)資源。花生栽培與生理生態(tài)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，基于生態(tài)學(xué)“競(jìng)爭(zhēng)排斥原理”，研發(fā)出“花生單粒精播高產(chǎn)栽培技術(shù)”。這一技術(shù)一舉打破雙粒穴播從未突破畝產(chǎn)750公斤的瓶頸，接連創(chuàng)下畝產(chǎn)782.6公斤和865.47公斤的世界高產(chǎn)紀(jì)錄，展現(xiàn)了“單粒雖小，潛力無限”的突破性優(yōu)勢(shì)。
近日，該團(tuán)隊(duì)在《Plant Biotechnology Journal》（IF=10.5）發(fā)表題為“Regulation of DNA methylation in peanut leaves and roots: uncovering the molecular mechanisms for increased yield after single-seed sowing”的論文，首次揭示了DNA甲基化在單粒精播高產(chǎn)中的關(guān)鍵作用，為作物精準(zhǔn)栽培開辟了新路徑。
研究發(fā)現(xiàn)，與雙粒穴播相比，單粒精播顯著重塑了花生的DNA甲基化模式，尤其是CHH甲基化水平的變化最為突出。通過整合全基因組甲基化測(cè)序、轉(zhuǎn)錄組和宏基因組數(shù)據(jù)，揭示了這一表觀遺傳響應(yīng)的“雙面性”：在葉片中，單粒精播通過降低WRKY類轉(zhuǎn)錄因子啟動(dòng)子區(qū)的CHH甲基化，延緩葉片衰老，延長光合作用“黃金期”，從而助力籽仁飽滿與產(chǎn)量提升；在根部，則通過降低黃酮類合成相關(guān)基因啟動(dòng)子區(qū)的CHH甲基化，激活基因表達(dá)，增強(qiáng)根系活力與抗逆性，促進(jìn)根瘤發(fā)育和氮磷積累。這一發(fā)現(xiàn)為花生高產(chǎn)提供了理論支撐，開啟了花生栽培領(lǐng)域表觀遺傳研究的新篇章，為未來的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新注入了新的活力。
種質(zhì)資源所博士后范士凱和張佳蕾研究員為該論文的共同第一作者，劉譯陽、李國衛(wèi)和萬書波為共同通訊作者。該項(xiàng)研究得到山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、泰山學(xué)者工程、山東省博士后創(chuàng)新人才計(jì)劃和濟(jì)南市 “新高校20條”、院創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的資助。（撰寫：范士凱 核稿：張正）
