2020-12-23 09:41:07
隨著氣溫的持續(xù)下降，北方農(nóng)作物已經(jīng)普遍進(jìn)入越冬狀態(tài)，而在南方一些地區(qū)，盡管氣溫也已經(jīng)很低了，但晚熟的水稻還在生長中。這些水稻是如何適應(yīng)低溫的？從中國農(nóng)科院了解到，該院作物科學(xué)研究所萬建民院士團(tuán)隊(duì)，系統(tǒng)闡釋了鈣離子通道蛋白OsCNGC9調(diào)控水稻對(duì)低溫響應(yīng)和耐受的分子機(jī)制。
低溫脅迫是影響植物生長、發(fā)育和地理分布的重要環(huán)境限制因素之一。水稻起源于熱帶、亞熱帶，相對(duì)于小麥、大麥等作物，對(duì)低溫脅迫更加敏感。
在長期的進(jìn)化過程中，植物形成了系統(tǒng)的主動(dòng)應(yīng)激和適應(yīng)機(jī)制，以緩解和降低低溫脅迫造成的傷害。在這一過程中，細(xì)胞質(zhì)中鈣離子濃度的瞬時(shí)上升，一直被認(rèn)為是植物響應(yīng)低溫脅迫的早期核心事件之一，但植物中負(fù)責(zé)調(diào)控這一過程的分子機(jī)制仍然未知。
因此，研究水稻響應(yīng)低溫脅迫的分子機(jī)制具有重要的理論意義和生產(chǎn)實(shí)踐價(jià)值。據(jù)萬建民院士介紹，此前，團(tuán)隊(duì)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，OsCNGC9可以通過與類受體激酶互作正向調(diào)控水稻苗期稻瘟病抗性。而此次研究表明，OsCNGC9作為一個(gè)鈣離子通道蛋白，積極調(diào)控低溫脅迫誘導(dǎo)的胞外鈣離子內(nèi)流、胞內(nèi)鈣離子濃度上升和低溫脅迫相關(guān)的基因表達(dá)。
該研究建立了一條從低溫信號(hào)感知到鈣離子通道激活的低溫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，填補(bǔ)了植物低溫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中缺失的重要一環(huán)，為利用OsCNGC9進(jìn)行水稻抗逆遺傳改良提供了理論依據(jù)。據(jù)介紹，這是萬建民院士團(tuán)隊(duì)在水稻離子通道方面取得的又一重要進(jìn)展。研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程和中央公益性科研機(jī)構(gòu)基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目資助。中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心和清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院參與了部分研究工作。
周懷宗 王巍
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