福建省科学家破译水稻耐旱基因密码

东南网5月22日讯（福建日报记者 张辉 通讯员 谢云杰 胡海明） 干旱，严重影响水稻正常生长发育。每年，我国70%以上的中低产田大幅度减产的主要原因就是干旱。如果能在基因层面找到调控水稻耐旱性的“开关”，就能精准选育出更多耐旱性新品种，助力水稻增产。

这样的“开关”由福建科技工作者找到了，而且不止一个。

近日，福建省农科院水稻研究所张建福研究员、谢华安院士团队在植物学国际期刊《Plant Physiology》发表研究论文，揭示了调控水稻耐旱性的分子新机制。

科研团队聚焦一个叫作“OsNAC78”的基因。它们以籼稻品种“75-1-127”和粳稻品种“日本晴”为试验对象。对前者，通过基因编辑技术，敲除“OsNAC78”基因；对后者，则让“OsNAC78”基因大量表达。随后，人为创造干旱条件，观察两种水稻的生长情况。

经过持续的比对，科研团队发现，敲除了“OsNAC78”基因的水稻耐旱性显著降低；而“OsNAC78”基因过表达的水稻，耐旱性增强。

这表明，“OsNAC78”基因能够调控水稻的耐旱性。那么，这个过程是如何发生的呢？这就需要进一步研究，找到其调控通路。

人们已经了解，基因往往不是独立发挥作用的，基因之间可能相互抑制，也可能相互协同。这个过程被称为“基因互作”。进一步研究证实，在水稻细胞中，存在很多与“OsNAC78”相爱相杀的互作基因，比如“OsGSTU37”和“OsNACIP6”。

据了解，“OsNACIP6”是一种未知功能的蛋白。它和“OsNAC78”一样，都能正向调控水稻耐旱性。同时，它们还能在细胞核内特异性互作，二者同心协力，联合加强另一基因“OsGSTU37”的表达，从而在干旱条件下，及时清除水稻体内的活性氧成分。

所谓活性氧，是细胞内氧气代谢产物，具有较强的氧化能力。在正常情况下，植物体内的活性氧含量处在一个较低水平，不会对植物产生伤害。但遇到干旱时，植物体内活性氧含量将明显增加。活性氧大量积累后，就会造成植物氧化损伤。因此，提高水稻细胞活性氧清除能力，即抗氧化能力，有助于提高其耐旱性。

总而言之，这是一个涉及多个关联基因，且相互影响、相互作用，联合调控水稻耐旱性的过程。

不久前，同一个科研团队还在国际期刊《Plant Science》上发表了另一篇研究论文，揭示了调控水稻耐旱性的又一个分子新机制。该研究发现了一个被命名为“OsBBP1”的新基因。该基因可调控多种与活性氧清除相关的基因表达，增强活性氧清除能力，提高水稻在干旱条件下的生存能力，减少干旱引起的水稻产量损失。

近年来，张建福研究员、谢华安院士团队在水稻耐旱性分子机制研究上已取得系列成果。去年，他们在国际期刊《BMC Plant Biology》上发表论文，揭示控制水稻理想株型的主效基因“IPA1”与水稻耐旱性之间的关联性。这些成果运用于育种实践上，将加快定向选育出高耐旱性水稻新品种。