江西省农科院水稻高温环境适应性研究取得进展

近日,国际植物学知名期刊《Plant Biotechnology Journal》在线发表了江西省农业科学院水稻国家工程研究中心(南昌)超级稻育种研究团队副研究员曹志斌以第一作者身份撰写的研究论文。该研究克隆了水稻重要功能基因HTH5,发现HTH5可正向调控水稻对高温的耐受性,并解析了其调控的分子机制。该成果为水稻耐高温育种的分子改良提供了基因储备和材料基础。

全球气候变暖是影响水稻生产最严重的非生物胁迫因素之一,在稻属野生种资源中发掘水稻生殖发育时期耐高温基因资源,对培育水稻耐热品种具有重要意义。

研究团队利用耐高温普通野生稻和热敏感籼稻及粳稻为亲本,通过多年杂交和回交构建了一系列生殖生长期耐高温近等基因系和定位群体,结合核苷酸序列分析和表达分析确定HTH5为候选基因,进一步通过互补测验转基因试验证明HTH5正向调控水稻抽穗扬花期耐热性。生理实验分析表明,HTH5通过提高热诱导的吡哆醛磷酸含量来减少高温下活性氧的积累,从而提高水稻花粉的耐热性,达到提高结实率(产量)的目的。启动子区域序列分析发现,HTH5启动子上游2个单核苷酸变异影响了基因表达量,并且与水稻耐热性多样化相关。因此,HTH5基因的克隆为水稻耐高温理论研究积累了经验和数据,也为水稻耐高温育种提供了重要的基因资源。

江西省农业科学院超级稻中心研究员万建林、副研究员袁林峰为共同通讯作者,研究得到了国家自然科学基金、江西现代农业科研协同创新专项、江西省科技厅重大专项“揭榜挂帅”项目和江西省重点研发计划项目的支持。

作者:李莉 农民日报·中国农网记者 莫志超

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