福建省科學(xué)家破譯水稻耐旱基因密碼
2024-05-23 09:38:29??來(lái)源:東南網(wǎng) 責(zé)任編輯:肖練冰 我來(lái)說(shuō)兩句 |
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東南網(wǎng)5月22日訊(福建日?qǐng)?bào)記者 張輝 通訊員 謝云杰 胡海明) 干旱,,嚴(yán)重影響水稻正常生長(zhǎng)發(fā)育,。每年,我國(guó)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(kāi)關(guān)”,,就能精準(zhǔn)選育出更多耐旱性新品種,,助力水稻增產(chǎn)。 這樣的“開(kāi)關(guān)”由福建科技工作者找到了,,而且不止一個(gè),。 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(tuán)隊(duì)在植物學(xué)國(guó)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(jī)制。 科研團(tuán)隊(duì)聚焦一個(gè)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(yàn)對(duì)象,。對(duì)前者,通過(guò)基因編輯技術(shù),,敲除“OsNAC78”基因,;對(duì)后者,則讓“OsNAC78”基因大量表達(dá),。隨后,,人為創(chuàng)造干旱條件,觀察兩種水稻的生長(zhǎng)情況,。 經(jīng)過(guò)持續(xù)的比對(duì),,科研團(tuán)隊(duì)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(guò)表達(dá)的水稻,,耐旱性增強(qiáng)。 這表明,,“OsNAC78”基因能夠調(diào)控水稻的耐旱性,。那么,這個(gè)過(guò)程是如何發(fā)生的呢,?這就需要進(jìn)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(dú)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(gè)過(guò)程被稱(chēng)為“基因互作”,。進(jìn)一步研究證實(shí),,在水稻細(xì)胞中,存在很多與“OsNAC78”相愛(ài)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(shí),,它們還能在細(xì)胞核內(nèi)特異性互作,,二者同心協(xié)力,聯(lián)合加強(qiáng)另一基因“OsGSTU37”的表達(dá),,從而在干旱條件下,,及時(shí)清除水稻體內(nèi)的活性氧成分。 所謂活性氧,,是細(xì)胞內(nèi)氧氣代謝產(chǎn)物,,具有較強(qiáng)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(gè)較低水平,,不會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生傷害。但遇到干旱時(shí),,植物體內(nèi)活性氧含量將明顯增加,。活性氧大量積累后,,就會(huì)造成植物氧化損傷,。因此,提高水稻細(xì)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(gè)涉及多個(gè)關(guān)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(guò)程,。 不久前,,同一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)還在國(guó)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(gè)分子新機(jī)制。該研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)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(guān)的基因表達(dá),,增強(qiáng)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(lái),張建福研究員,、謝華安院士團(tuán)隊(duì)在水稻耐旱性分子機(jī)制研究上已取得系列成果,。去年,他們?cè)趪?guó)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(guān)聯(lián)性,。這些成果運(yùn)用于育種實(shí)踐上,將加快定向選育出高耐旱性水稻新品種,。 |
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