我院水稻所与中国农业大学等单位合作的水稻孕穗期耐冷基因研究取得重大进展,克隆了蛋白激酶基因CTB4a,近日,Nature 出版集团旗下杂志Nature Communications(IF:11.329)上全文在线发表该研究成果文章《Natural variation in CTB4a enhances rice adaptation to cold habitats adaptation to cold habitats》 (全文链接:https://www.nature.com/articles/ncomms14788)。
水稻在孕穗期遭遇低温会导致水稻不能正常发育而严重减产,项目组利用水稻孕穗期耐冷粳稻“昆明小白谷”和冷敏感粳稻“十和田”构建一系列孕穗期耐冷近等基因系,通过大分离群体并结合核苷酸序列分析和表达分析确定候选基因CTB4a,转基因和突变体材料进行基因耐冷功能验证了CTB4a的耐冷功能。单倍型分析表明耐冷单倍型Tej-Hap-KMXBG是在温带粳稻驯化过程中在特定的低温环境中产生的,广西普通野生稻中含有部分功能SNP。此外,CTB4a与AtpB互作,通过介导冷胁迫下ATP的含量提高植株应对低温的能力,从而提高花粉育性,增加结实率和产量。CTB4a的克隆不但为水稻耐冷理论研究积累经验和数据,而且为水稻耐冷品种选育提供线索,加速抗逆育种进程、改良低温等不利条件下水稻品种高产稳产性,对解决低温造成的粮食减产问题具有重要科学意义。
该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家重大科技专项、广西壮族自治区主席基金、广西农业科学院重点项目支持。我院水稻所潘英华博士为共同第一作者,水稻所为第二完成单位,中国农业大学李自超教授为通讯作者。
水稻所 潘英华供稿/供图 戴高兴审核
责任编辑:关妮纳