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信帆生物:水稻感知寒害分子機(jī)制闡明

點(diǎn)擊次數(shù):1335     更新時(shí)間:2015-03-25

2月26日,《細(xì)胞》雜志在線發(fā)表了中科院植物所種康研究組的一項(xiàng)研究。該研究組與中國水稻研究所錢前研究組等合作,發(fā)現(xiàn)了水稻感受低溫的重要QTL基因COLD1及其人工馴化選擇的單核苷酸多態(tài)性(SNP)賦予粳稻耐寒性的新機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn),包含粳稻COLD1基因的秈稻近等基因系以及超表達(dá)該基因的粳稻材料都顯著增強(qiáng)了耐寒性,而功能缺失突變體cold1-1或反義基因株系卻對冷非常敏感。該基因編碼一個(gè)G-蛋白信號調(diào)節(jié)因子,定位于細(xì)胞質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。冷處理時(shí),COLD1與G-蛋白互作激活鈣離子通道,觸發(fā)下游耐寒防御反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)分析了127個(gè)不同水稻品種和野生稻中的COLD1基因序列,發(fā)現(xiàn)了7個(gè)SNP位點(diǎn),其中粳稻特異的SNP2影響了COLD1蛋白活性而賦予粳稻耐寒性。該成果揭示了通過馴化得到的COLD1等位基因和特異SNP賦予水稻耐寒性的新機(jī)制。COLD1模塊可直接用于對超級雜交稻親本93-11和其他秈、粳稻的耐寒性改良,對基于分子設(shè)計(jì)培育水稻耐寒新品種具有重要的應(yīng)用前景。

據(jù)了解,水稻起源于熱帶和亞熱帶地區(qū),對低溫脅迫非常敏感,尤其是苗期和孕穗期,這限制了其種植的地理位置。人工馴化和選擇使粳稻種植延伸到年積溫較低的寒區(qū)地帶。(來源:中國科學(xué)報(bào) 丁佳)

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