福建省科學家破譯水稻耐旱基因密碼
2024-05-23 09:38:35? 作者: 來源:東南網(wǎng) 責任編輯:肖練冰
|
東南網(wǎng)5月22日訊(福建日報記者 張輝 通訊員 謝云杰 胡海明) 干旱,,嚴重影響水稻正常生長發(fā)育,。每年,我國70%以上的中低產(chǎn)田大幅度減產(chǎn)的主要原因就是干旱,。如果能在基因?qū)用嬲业秸{(diào)控水稻耐旱性的“開關”,,就能精準選育出更多耐旱性新品種,,助力水稻增產(chǎn)。 這樣的“開關”由福建科技工作者找到了,,而且不止一個,。 近日,福建省農(nóng)科院水稻研究所張建福研究員,、謝華安院士團隊在植物學國際期刊《Plant Physiology》發(fā)表研究論文,,揭示了調(diào)控水稻耐旱性的分子新機制。 科研團隊聚焦一個叫作“OsNAC78”的基因,。它們以秈稻品種“75-1-127”和粳稻品種“日本晴”為試驗對象,。對前者,通過基因編輯技術,,敲除“OsNAC78”基因,;對后者,則讓“OsNAC78”基因大量表達,。隨后,,人為創(chuàng)造干旱條件,觀察兩種水稻的生長情況,。 經(jīng)過持續(xù)的比對,,科研團隊發(fā)現(xiàn),敲除了“OsNAC78”基因的水稻耐旱性顯著降低,;而“OsNAC78”基因過表達的水稻,,耐旱性增強,。 這表明,“OsNAC78”基因能夠調(diào)控水稻的耐旱性,。那么,,這個過程是如何發(fā)生的呢?這就需要進一步研究,,找到其調(diào)控通路,。 人們已經(jīng)了解,基因往往不是獨立發(fā)揮作用的,,基因之間可能相互抑制,,也可能相互協(xié)同。這個過程被稱為“基因互作”,。進一步研究證實,在水稻細胞中,,存在很多與“OsNAC78”相愛相殺的互作基因,,比如“OsGSTU37”和“OsNACIP6”。 據(jù)了解,,“OsNACIP6”是一種未知功能的蛋白,。它和“OsNAC78”一樣,都能正向調(diào)控水稻耐旱性,。同時,,它們還能在細胞核內(nèi)特異性互作,二者同心協(xié)力,,聯(lián)合加強另一基因“OsGSTU37”的表達,,從而在干旱條件下,及時清除水稻體內(nèi)的活性氧成分,。 所謂活性氧,,是細胞內(nèi)氧氣代謝產(chǎn)物,具有較強的氧化能力,。在正常情況下,,植物體內(nèi)的活性氧含量處在一個較低水平,不會對植物產(chǎn)生傷害,。但遇到干旱時,,植物體內(nèi)活性氧含量將明顯增加?;钚匝醮罅糠e累后,,就會造成植物氧化損傷。因此,,提高水稻細胞活性氧清除能力,,即抗氧化能力,,有助于提高其耐旱性。 總而言之,,這是一個涉及多個關聯(lián)基因,,且相互影響、相互作用,,聯(lián)合調(diào)控水稻耐旱性的過程,。 不久前,同一個科研團隊還在國際期刊《Plant Science》上發(fā)表了另一篇研究論文,,揭示了調(diào)控水稻耐旱性的又一個分子新機制,。該研究發(fā)現(xiàn)了一個被命名為“OsBBP1”的新基因。該基因可調(diào)控多種與活性氧清除相關的基因表達,,增強活性氧清除能力,,提高水稻在干旱條件下的生存能力,減少干旱引起的水稻產(chǎn)量損失,。 近年來,,張建福研究員、謝華安院士團隊在水稻耐旱性分子機制研究上已取得系列成果,。去年,,他們在國際期刊《BMC Plant Biology》上發(fā)表論文,揭示控制水稻理想株型的主效基因“IPA1”與水稻耐旱性之間的關聯(lián)性,。這些成果運用于育種實踐上,,將加快定向選育出高耐旱性水稻新品種。 |