生物所揭示水稻種子萌發與耐鹽性調控新機制

近日,生物所作物耐逆性調控與改良創新團隊發現新的AP2家族轉錄因子OsSAE1,并揭示了其調控水稻種子萌發和耐鹽性的分子途徑,為培育耐鹽直播稻新品種提供了新的基因資源。相關研究成果發表于《植物生理學(Plant Physiology)》上。

土壤鹽漬化是影響作物產量的一種重要的非生物脅迫因子,是農作物減產的主要原因之一。鹽脅迫抑制作物生長發育,降低其存活率、生物量和產量。糧食作物中,水稻對鹽脅迫最為敏感,尤其在萌發期和幼苗期,高鹽脅迫將直接導致萌發率和出苗率降低。已有研究表明,植物激素脫落酸(ABA)參與應答鹽脅迫,通過其信號途徑調控種子萌發與活力。因此,分離鑒定耐鹽基因,研究水稻耐鹽與內源激素間的分子調控機制,對培育高產與耐鹽性協同改良的水稻新品種具有重要意義。

本研究在水稻中鑒定了一個新的AP2家族轉錄因子OsSAE1,研究發現,OsSAE1基因敲除植株的種子萌發延遲,萌發期和幼苗生長早期對ABA的敏感性增強,幼苗的耐鹽性降低,而OsSAE1過表達植株則表現為種子萌發率和耐鹽性增加。體內和體外實驗表明,OsSAE1能夠直接與ABA信號途徑關鍵基因OsABI5的啟動子相結合并抑制該基因的表達,從而促進水稻種子萌發并提高水稻幼苗的耐鹽性。該研究揭示了OsSAE1參與水稻種子萌發與耐鹽性調控的新機制,有助于在水稻耐鹽直播品種選育的應用。

圖1 OsSAE1調控種子萌發與ABA敏感性

生物所博士生李宇翔、周嘉豪和已畢業碩士生李哲為該論文的共同第一作者,黃榮峰研究員和秦華副研究員為論文的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃和中國農科院科技創新工程的資助。

鏈接:https://academic.oup.com/plphys/advance-article-abstract/doi/10.1093/plphys/kiac125/6549539

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