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水稻耐盐研究取得新突破

2024-06-11 10:33:21 作者:张辉 来源:东南网  责任编辑:周冬   我来说两句

东南网6月11日讯(福建日报记者 张辉 通讯员 林雅容 张洁) 近日,福建省农业科学院生物技术研究所联合中国农业科学院深圳农业基因组研究所、崖州湾国家实验室、厦门大学生命科学学院等单位,在植物学顶级学术期刊《New Phytologist(新植物学人)》发表研究论文。该研究全面揭示了结构变异对水稻耐盐性的影响,基于结构变异图谱挖掘到了关键耐盐基因——OsMADS56。

土地盐碱化,是威胁农作物生长的主要环境因素之一。在水稻生长发育的各个阶段,盐胁迫均会对其造成不同程度危害,引发减产。应对土地盐碱化,开发利用盐碱地,必须“以种适地”,选育更多优异的耐盐品种。

近年来,我国科学家挖掘了一批水稻耐盐基因,并解析了其调控耐盐性的分子机制,将其应用于育种实践。本研究的创新之处,则在于揭示了结构变异对水稻耐盐性的影响。

众所周知,遗传信息的本质,是DNA分子上ATCG等4种碱基的排列顺序。其中任何细微的变化,都可能引发连锁反应。结构变异指的是较长DNA片段的缺失、插入、重复、倒位、易位等。这些变化可能会导致基因的结构和功能发生改变。过去,由于基因测序手段的限制,许多结构变异很难被挖掘和鉴定。

在前期研究中,研究团队利用全球核心种质资源构建了群体规模最大、基因组充分注释、稻属中最为系统的图形超级泛基因组,解析了全面的水稻基因组序列变异图谱。这为探究结构变异对水稻耐盐性的影响奠定了基础。

通过进一步研究,该团队发现:许多结构变异,能够影响相关基因的表达,进而影响水稻耐盐性。他们挖掘到了一个位于OsMADS56基因上的结构变异。该变异导致了OsMADS56基因表达量的降低,从而影响了水稻的耐盐性。

后续研究表明:OsMADS56是一个全新的耐盐基因,对水稻耐盐性发挥正向调控作用。在面对盐胁迫时,它可通过协调抗氧化酶活性,调节体内活性氧的积累,以影响水稻耐盐性。

之后,科研人员又在大多数耐盐水稻品种中,检测到了同样的结构变异。这进一步表明,该结构变异确实对耐盐基因OsMADS56产生了重大影响,在水稻耐盐性调节中发挥了重要作用。

该研究利用水稻图形超级泛基因组结合转录组学技术,使得过去难以发现的与耐盐相关的结构变异得以揭示,为耐盐基因挖掘和耐盐优异种质资源的创新利用提供了全新解决方案,将进一步推动水稻耐盐全基因组设计育种。

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