减少“水孔”!中国科学家发现让水稻更抗旱的新基因

发布时间:2022-05-24 19:31:57

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  新华社上海5月24日电(记者董雪)水稻是我国主要的粮食作物之一,其生长过程需水量大,优化其节水抗旱性状事关百姓“饭碗”。近日,上海市农业生物基因中心首席科学家罗利军团队最新发现了一个能让水稻更抗旱的基因OsRINGzf1,该基因通过减少细胞上的水分通道来减少细胞失水,提高植株在干旱条件下的保水能力。成果在线发表于植物学国际知名期刊《植物生物技术杂志》。

  “我们做了长期的抗旱性遗传研究,用大量干旱条件和正常条件对比寻找调控抗旱性的基因,通过精细定位在水稻第四染色体上发现了OsRINGzf1。”文章通讯作者、上海市农业生物基因中心副研究员刘鸿艳介绍说。

  第一作者、上海市农业生物基因中心与华中农业大学联合培养博士陈守俊介绍,超表达该基因(即增加该基因)增强了水稻对干旱胁迫及盐胁迫的抗性,相反,敲除该基因使水稻对干旱更为敏感。在干旱条件下,超表达该基因的水稻产量比对照组高10%以上,从而减少干旱带来的产量损失。

  研究人员进一步分析揭示其调节抗旱机制——可以与OsPIP2;1等6个水通道蛋白结合,在OsPIP2;1的降解过程中发挥重要作用。刘鸿艳解释说:“该基因会给水通道蛋白打标记,被打上标记的水通道蛋白将被带到蛋白酶体那里去降解掉。”

  水通道蛋白就是细胞膜上的“水孔”,为水分跨细胞运输提供通道。水分会通过水通道蛋白进入到细胞间隙,再从间隙来到叶表皮下的气孔处,进而在蒸腾作用下蒸发到空气中。因此,当OsRINGzf1基因增加,水稻的“水孔”减少,水分的流失自然减少。

  罗利军团队自20世纪末在全世界范围内收集水稻种质资源,在我国建成水稻功能基因资源库,建立节水抗旱稻理论与育种体系,以“旱优73”为代表的节水抗旱稻新品种在生产中大面积推广。 【编辑:田博群】

  

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