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中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤植物互作團(tuán)隊(duì)合作揭示水楊酸合成調(diào)節(jié)水稻耐鹽抗旱機(jī)制

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-03-14 08:25:33    來源:云推B2B網(wǎng)    瀏覽次數(shù):1045    評論:0
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近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所土壤植物互作團(tuán)隊(duì)易可可研究員課題組揭示了水楊酸合成調(diào)節(jié)水稻耐鹽抗旱機(jī)制,為進(jìn)一步研究水楊酸在作物適應(yīng)土壤逆境脅迫中的作用奠定了基礎(chǔ)。

  近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所土壤植物互作團(tuán)隊(duì)易可可研究員課題組揭示了水楊酸合成調(diào)節(jié)水稻耐鹽抗旱機(jī)制,為進(jìn)一步研究水楊酸在作物適應(yīng)土壤逆境脅迫中的作用奠定了基礎(chǔ)。以“AIM1-dependent high basal salicylic acid accumulation modulates stomatal aperture in rice”為題發(fā)表在《新植物學(xué)家(New Phytologist)》上。   水楊酸是一種重要的植物激素,可調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育并廣泛參與各種脅迫響應(yīng)。植物中水楊酸主要通過異分支酸合成酶(ICS)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)兩條途徑合成。模式植物擬南芥含有較低本底水平的水楊酸,且脅迫誘導(dǎo)的水楊酸是通過ICS途徑合成的。水稻含有較高本底水平的水楊酸,其地上部水楊酸的含量幾乎是擬南芥的100倍。然而,水稻高本底水楊酸的合成機(jī)制尚不清楚。我們之前的研究發(fā)現(xiàn), OsAIM1 依賴的PAL途徑參與水稻根中水楊酸的合成。水稻地上部水楊酸的含量遠(yuǎn)高于根部,但地上部如何產(chǎn)生高本底水平的水楊酸及其生物學(xué)功能還知之甚少。   本研究結(jié)合代謝物分析、生理學(xué)和遺傳學(xué)方法,發(fā)現(xiàn)水稻 OsAIM1 基因的功能缺失突變體地上部中水楊酸含量遠(yuǎn)低于野生型,導(dǎo)致水稻地上部溫度顯著低于野生型。該突變體地上部溫度降低的表型是由于其氣孔開度增大、蒸騰作用增強(qiáng)造成的。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn), OsAIM1 和 OsWRKY45 基因功能缺失突變體中氣孔開度增大、氣孔保衛(wèi)細(xì)胞中活性氧水平降低,外源添加H2O2能回復(fù)突變體的缺陷。而外源水楊酸處理能回復(fù) OsAIM1 功能缺失突變體中氣孔開度和活性氧積累的缺陷,而不能回復(fù) OsWRKY45 功能缺失突變體的缺陷。表明水楊酸通過 OsWRKY45 -活性氧路徑來調(diào)控氣孔的開度。此外,這一調(diào)控路徑對水稻適應(yīng)土壤鹽和干旱脅迫起重要的作用。   中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所徐磊副研究員、趙紅玉博士后和天津農(nóng)學(xué)院王俊斌副教授為論文共同第一作者,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所易可可研究員、天津農(nóng)學(xué)院謝曉東教授和海南大學(xué)三亞南繁研究院、海南省崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室羅杰教授為共同通訊作者。該研究得到了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、天津市自然科學(xué)基金和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程項(xiàng)目的資助。   原文鏈接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18842
 
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