水稻是全球最重要的粮食作物之一，植株叶片早衰是制约高产的关键瓶颈。灌浆期过早衰老会直接导致光合效率弱、养分转运受阻，最终造成结实率低、千粒重下降，严重影响粮食产量。尽管已克隆数百个衰老相关基因，但根系细胞壁组分代谢如何调控植物叶片衰老这一核心问题，长期未得到清晰解答。
近日，bet36体育在线农学院、岭南现代农业科学与技术广东省实验室、广东省高等bet36体育在线未来作物精准育种基础研究卓越中心陈乐天/谢勇尧团队在国际植物学期刊Plant Physiology and Biochemistry（JCR一区，中科院一区Top期刊，五年影响因子6.4）发表题为“The pectate lyase OsPSE1 mediates root cell-wall pectin turnover to regulate senescence in rice”的研究论文。
该研究鉴定并揭示了一个果胶裂解酶基因OsPSE1通过调控水稻根部细胞壁果胶代谢，影响水稻根部营养吸收能力，从而调控植株衰老的分子机制，为解决水稻生产中“早衰减产”难题提供理论指导与育种新思路。
研究团队基于前期发现的水稻早衰突变体ospse1，通过图位克隆、基因编辑、遗传互补等一系列实验证实：OsPSE1 是控制水稻灌浆期衰老的关键基因，编码一个在水稻根部高表达的重要果胶裂解酶。进一步研究发现，OsPSE1 蛋白主要定位于根细胞质膜，通过降解果胶、维持细胞壁果胶稳态，保障根系养分吸收效率；而突变体蛋白异常滞留于细胞核，酶活性显著降低，导致根部细胞壁果胶与甲酯化同型半乳糖醛酸异常累积，细胞壁结构紊乱、养分吸收能力下降，最终引发灌浆期提前早衰。有趣的是，过量表达OsPSE1可显著延长水稻营养生长期与生殖生长期，导致叶片持绿期更长、养分吸收更高效，整体生育周期合理延长，为提升产量与稳产性提供可能。该研究建立“根壁果胶代谢→养分吸收→植株衰老”的完整调控通路，证明根系细胞壁稳态是决定水稻衰老进程的核心节点之一。
OsPSE1调控水稻衰老的工作模型
团队已出站博士后韩靖鸾、张雅玲和广东省农科院蔬菜所吴海滨研究员为该论文共同第一作者，谢勇尧和陈乐天教授为共同通讯作者，刘耀光院士对该研究给予了重要指导。该研究得到了得到国家重点研发计划、广东省种业振兴项目、岭南现代农业广东省实验室、博士后基金等项目资助。
相关论文链接：https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2026.111301
文图/农学院 赵秀彩
