近日,中國農業科學院生物技術研究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。
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