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水稻抗逆功能基因研究获新进展

  水稻抗病基因研究新进展

  近日,国际学术期刊Genes Development正式发表了有关中国水稻抗旱耐盐新机制的研究论文。本研究成果由中国科学院上海植物生理生态研究所植物分子遗传研究所林鸿宣研究组完成。经过多年的努力,团队在水稻重要性状遗传和功能基因研究方面取得了一批重要成果。随着人口增长,社会经济发展和自然气候条件发生变化,缺水,土壤盐碱化日益加剧。干旱和盐渍化已成为导致作物产量和质量下降的两大环境因素。为解决这一农业问题,世界各国的植物学家都对作物抗逆性的研究给予了高度重视,并将较高的抗逆性作为评价作物优良品种的重要指标之一。开展作物抗性分子遗传机理研究可为提高作物抗病性分子育种提供理论依据。为了在水稻中寻找相应的抗病基因,林洪宣研究小组通过大规模筛选水稻EMS突变菌株,获得了抗旱,耐盐,稳产遗传的水稻突变体,命名为突变体DST(抗旱耐盐性)以此为研究材料,研究人员林洪宣指导博士研究生黄新元,潮代印利用基于图谱的克隆方法分离克隆了控制抗性性状的基因DST,该基因编码一个蛋白质只含有一个C2H2型锌指结构域,随后被证明是一种新的核转录因子,在DST突变体中,这种蛋白质的两个氨基酸变异显着降低了DST的转录激活活性,他们的研究表明DST作为负调节逆境胁迫,可直接下调过氧化氢代谢相关基因(如过氧化物酶)的表达降低氢的能力,从而增加过氧化氢在保卫细胞中的积累,促进叶片气孔关闭,减少水分蒸发,最终提高水稻的抗旱耐盐能力。重要的是,与对照(野生型)相比,抗性增强的DST突变体在正常生长条件下没有显着变化,这促进了该基因在作物抗性育种中的应用。通过一系列的实验,揭示了水稻抗旱耐盐的分子调控机制。即在干旱胁迫下,水稻减少了DST的表达,减少了过氧化氢代谢相关基因的表达,降低了叶片气孔开度,控制了水分流失,增强了抗旱抗盐能力。 “这项研究加深了我们对作物抗逆性基因调控机制的理解,也为作物分子育种提供了具有自主知识产权的重要新基因。专家们高度评价这项研究。本研究得到国家自然科学基金,科技部“973”项目和“863”专项,中国科学院,上海市科委的支持。点击

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