湖南省遗传学会刘春林教授团队获得2019年度湖南省自然科学一等奖

项目名称： 作物生殖过程中的碳分配和表观调控机制研究

主要完成人：

刘春林： 湖南农业大学

刘博宇： 湖南农业大学

彭  琦： 江苏省农业科学院

黄  勇： 湖南农业大学

陈东红： 湖南农业大学

阮  颖： 湖南农业大学

项目简介：

光合作用的初级产物蔗糖的分配去向直接影响作物的产量与品质，与人类粮油安全息息相关。植物叶片种子中，蔗糖在何时、何地、以何种方式用于合成哪一类化合物（淀粉、果聚糖与油脂）是当今碳分配研究领域一个重大基础科学问题。

刘春林教授团队在国家973和国家自然科学基金支持下，围绕作物碳分配与表观修饰调控进行了深入系统研究，发现：1）随光合作用的增强，蔗糖浓度的升高，蔗糖首先用于果聚糖合成，然后用于淀粉的合成；并首次揭示了蔗糖的这种碳分配受感应蔗糖浓度变化的SUSIBA双元蔗糖感应系统调控，进而阐释了植物为什么先合成果聚糖而后再合成淀粉的科学问题。2）发现通过降低胚乳淀粉合成而保证可溶性糖高水平，可以有效促进胚内油脂积累，提高种子含油量和生物量；3）首次发现PRC1复合体的直接调控油脂合成与积累，并揭示了这是组蛋白表观修饰调控参与油脂代谢调控的机制。成果极大地拓展了人们对植物碳分配的认知，为作物品种改良提供了新的理论指导。从根本上改变了对作物高产优质育种理论基础的认知：作物育种实践中不仅要关注淀粉这种储藏物，更需要注重蔗糖在果聚糖和淀粉之间的碳分配动态平衡，才能稳定作物的产量品质。

发表相关SCI论文20篇，8篇代表作中，7篇为SCI一区论文。代表作被Science、Genome Biology等一区高影响因子SCI源刊论文多次正面引用。项目支撑的研究生毕业论文获得高度评价，1篇获中国作物学会年度优秀博士论文奖、1篇获湖南省优秀博士学位论文奖，4人获得研究生国家奖学金。本研究成果不仅促进了作物学科的发展，而且成功用于指导育种实践。一家瑞典育种公司利用我们阐释的蔗糖双元感应系统理论指导他们的高果聚糖育种实践，成功突破了他们十多年来一直未能攻克的难题，成功将大麦中的果聚糖含量由之前最高8%提高到15%，培育出高果聚糖品种7个，取得了可观的经济价值。