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經過研究攻關,中國科學院遺傳與發育生物學研究所儲成才團隊和高彩霞團隊日前找到了調控水稻、小麥穗發芽問題的兩個 " 開關 ",包括負調控種子休眠的關鍵基因 SD6 和正調控種子休眠的基因 ICE2。研究者認為兩個基因 " 雙劍合璧 ",有望為因種子穗發芽導致的大規模農業損失提供解決方法。該成果 12 月 6 日在線發表于《自然—遺傳學》雜志。
作物馴化過程中由于更多考慮高產、優質、抗病蟲及耐受逆境性狀,常常忽視了對種子適度休眠的保留,從而導致很多作物如水稻、小麥會發生穗發芽現象(種子收獲前成熟期如遇連陰雨不能及時收獲,常出現部分籽粒在穗上發芽的現象),嚴重影響了作物的產量和品質,造成巨大的經濟損失,甚至影響下季播種。因此,找到水稻、小麥等控制種子休眠的關鍵基因,闡明種子休眠調控的分子生理機制,挖掘其優良等位變異,對解決水稻等作物穗發芽災害至關重要。
中國科學院遺傳發育所科研團隊通過利用強休眠的水稻品種卡薩拉斯和弱休眠水稻品種日本晴構建染色體單片段代換系,成功地從強休眠水稻品種中克隆到一個控制水稻種子休眠的關鍵基因 SD6,并證實了 SD6 負調控水稻種子休眠。通過篩選 SD6 互作蛋白,研究團隊發現了另一水稻轉錄因子 ICE2,且 ICE2 正調控種子休眠。
研究團隊發現 SD6/ICE2 分子模塊是能夠感知周邊環境溫度的種子休眠調控因子:在常溫條件下,SD6 基因表達維持高水平,發揮其功能,而 ICE2 基因功能則受到明顯抑制,從而促進種子萌發;在低溫條件下,SD6 基因功能則受到明顯抑制,ICE2 基因表達量上調,進而發揮功能,從而使種子維持在休眠狀態。即通過感知外界環境溫度變化,SD6/ICE2 此消彼長,進一步控制種子中植物激素脫落酸含量,從而調控種子休眠強度,確保其適應自然季節更替,繁衍成功。
研究團隊通過基因編輯技術對水稻易穗發芽品種天隆 619、武運粳 27 號以及淮稻 5 號中的 SD6 基因進行改良,發現改良的水稻材料在收獲期遭遇連綿陰雨天氣,其穗發芽情況顯著改善。研究團隊對小麥品種科農 199 的 TaSD6 基因進行改良,也可以大大提高小麥穗發芽抗性,表明 SD6 基因在水稻和小麥控制種子休眠的功能是保守的。這些研究成果都表明,SD6 在水稻、小麥穗發芽抗性育種改良中具有重要應用價值。(總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉)
我國科學家找到調控水稻小麥穗發芽的“開關” 直沖一輪紅日云榮辱與共霄26. 感情是女生的全部,卻只是男生的調劑大家應該盡可能的多讀書。9. 言者無罪,聞者足戒。 午夢千山,窗陰一箭,香凝瘢新褪紅絲腕。隔江人在雨聲中,晚風菰葉生秋怨。自云良家子,零落依草木?;?中國科學院,研究所,科研,激素The fact that the nearby city has a weakening economy does not prove that the city will not contribute significantly to tax revenues. |