通过对3万多株水稻遗传材料进行大规模交换个体筛选和耐碱 、耐热表型鉴定，中国科学家最终定位克隆到两个水稻耐碱-热QTLs基因——ATT1和ATT2，其中 ，ATT2有望成为一个潜在的“后绿色革命 ”基因。
据上海交通大学1月31日消息 ，北京时间2025年1月30日凌晨，上海交通大学林尤舜研究团队与中国科学院分子植物科学卓越创新中心林鸿宣研究团队合作在国际顶级学术期刊《自然》(Nature)上发表题为“Fine-tuning gibberellin improves rice alkali-thermal tolerance and yield”的研究论文 。
该成果创新性地提出了一个新概念 ，即精准调控赤霉素到最佳中等水平是同时提高水稻碱-热胁迫耐受性和产量的关键；并发现一个有望成为潜在的“后绿色革命 ”基因ATT2 ，它可以微调赤霉素到最佳中等水平，从而进一步同时提高半矮秆绿色革命水稻品种的碱-热耐受性和产量 。研究团队介绍 ，这些新发现为应对全球气候变化引发的粮食安全问题提供了新的策略 ，对于盐碱地的开发利用和未来农业的可持续发展具有重要的意义。
上海交通大学林尤舜研究团队与中国科学院分子植物科学卓越创新中心林鸿宣研究团队合作在国际顶级学术期刊《自然》(Nature)上发表题为 “Fine-tuning gibberellin improves rice alkali-thermal tolerance and yield”的研究论文 。
追溯到20世纪60年代，通过绿色革命基因(Sd1—Semi-dwarf1 、Rht1—Reduced height-1)对谷类作物赤霉素浓度或信号的调控 ，从而实现水稻和小麦的半矮化育种 ，增强抗倒伏性 。在大量施用化肥的条件下，大幅提高谷物产量 ，引发了农业“绿色革命 ”。半矮秆绿色革命品种在过去几十年里在全球广泛种植 ，在一定程度上确保了粮食安全，然而他们的环境适应性相对较低 。由于温室气体排放，导致全球气候变暖、加剧耕地盐碱化 ，降低了作物的产量 。
因此 ，挖掘作物中耐盐碱 、耐热基因变得迫切，解析其分子机制 ，在现有的半矮秆绿色革命作物品种中进一步改良它们的抗逆性和产量 ，以满足未来人口不断增长对粮食更大的需求，这对于保障我国粮食安全具有重要的意义。
此次 ，研究团队成功分离克隆了水稻碱-热抗性新基因ATT1/2 (ALKALI-THEROMAL TOLERANCE 1/2) ，阐明了它们调控耐盐碱 、耐热性的新机制，并且为突破半矮秆绿色革命主栽品种的抗逆性与产量互相拮抗的瓶颈问题提出了新的解决方案 。这也是该合作研究团队继成功挖掘出耐热TT3分子遗传模块（Science ，2022年）之后 ，在作物抵抗非生物胁迫研究领域取得的又一项重大进展 。
精准调控赤霉素显著增加水稻正常条件、碱胁迫和高温胁迫下的水稻产量。
该研究通过对3万多株水稻遗传材料进行大规模交换个体筛选和耐碱 、耐热表型鉴定，最终定位克隆到两个耐碱-热的QTLs基因ATT1和ATT2。ATT1/Sd1和ATT2/GNP1作为一对同源基因 ，编码GA20氧化酶 ，参与控制活性赤霉素合成；进一步的分子机理研究表明，高浓度活性赤霉素会减少SLR1（DELLA）蛋白积累，降低过氧化物酶活性和活性氧清除酶基因表达量 ，在碱 、热胁迫下 ，引起活性氧（ROS）的过量积累，使水稻表现出对碱-热胁迫敏感的表型；低浓度活性赤霉素会增加SLR1蛋白积累 ，并与NGR5互作 ，通过NGR5-LC2介导的组蛋白甲基化（H3K27me3），抑制耐盐碱胁迫（OsNAAT1等）和耐热胁迫基因（OsHsfA2d等）的表达 ，水稻同样也会表现出对碱-热胁?
还没有评论，来说两句吧...