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2022 05/ 24 15:57:01
來源:新華網

減少“水孔”!中國科學家發現讓水稻更抗旱的新基因

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  新華社上海5月24日電(記者董雪)水稻是我國主要的糧食作物之一,其生長過程需水量大,優化其節水抗旱性狀事關百姓“飯碗”。近日,上海市農業生物基因中心首席科學家羅利軍團隊最新發現了一個能讓水稻更抗旱的基因OsRINGzf1,該基因通過減少細胞上的水分通道來減少細胞失水,提高植株在幹旱條件下的保水能力。成果線上發表于植物學國際知名期刊《植物生物技術雜志》。

  “我們做了長期的抗旱性遺傳研究,用大量幹旱條件和正常條件對比尋找調控抗旱性的基因,通過精細定位在水稻第四染色體上發現了OsRINGzf1。”文章通訊作者、上海市農業生物基因中心副研究員劉鴻艷介紹説。

  超表達該基因的水稻與對照組的對比。(受訪者供圖)

  第一作者、上海市農業生物基因中心與華中農業大學聯合培養博士陳守俊介紹,超表達該基因(即增加該基因)增強了水稻對幹旱脅迫及鹽脅迫的抗性,相反,敲除該基因使水稻對幹旱更為敏感。在幹旱條件下,超表達該基因的水稻産量比對照組高10%以上,從而減少幹旱帶來的産量損失。

  研究人員進一步分析揭示其調節抗旱機制——可以與OsPIP2;1等6個水通道蛋白結合,在OsPIP2;1的降解過程中發揮重要作用。劉鴻艷解釋説:“該基因會給水通道蛋白打標記,被打上標記的水通道蛋白將被帶到蛋白酶體那裏去降解掉。”

  正常和幹旱情況下,超表達該基因的水稻與對照組對比。(受訪者供圖)

  水通道蛋白就是細胞膜上的“水孔”,為水分跨細胞運輸提供通道。水分會通過水通道蛋白進入到細胞間隙,再從間隙來到葉表皮下的氣孔處,進而在蒸騰作用下蒸發到空氣中。因此,當OsRINGzf1基因增加,水稻的“水孔”減少,水分的流失自然減少。

  羅利軍團隊自20世紀末在全世界范圍內收集水稻種質資源,在我國建成水稻功能基因資源庫,建立節水抗旱稻理論與育種體係,以“旱優73”為代表的節水抗旱稻新品種在生産中大面積推廣。

【糾錯】 【責任編輯:邱麗芳 】
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