【國(guó)家自然科學(xué)基金委科學(xué)傳播中心】東北地理所在水稻穗發(fā)芽研究方面取得重要進(jìn)展
近年來由于極端氣候頻繁出現(xiàn)，作物穗發(fā)芽現(xiàn)象已呈現(xiàn)普遍遞增的態(tài)勢(shì)，即使在黑龍江寒帶水稻生產(chǎn)區(qū)，穗發(fā)芽也呈現(xiàn)上升勢(shì)頭。穗發(fā)芽是影響水稻、小麥等主要農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素之一。為此中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所與東北農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位合作，在黑龍江省杰出青年基金及國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的資助下，成功鑒定克隆了兩個(gè)水稻鉬輔因子（MoCo）合成基因，并揭示MoCo合成途徑在調(diào)節(jié)水稻穗發(fā)芽及脅迫耐受性過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
東北地理所水稻分子育種學(xué)科組方軍博士前期通過大規(guī)模的篩選，獲得一系列水稻穗發(fā)芽突變體，并克隆了其中的PHS1-PHS4 和PHS8基因（Plant J, 2008、Plant J，2018）。本次研究證明了MoCo合成基因OsCNX1 和 OsCNX6的突變最終導(dǎo)致了穗發(fā)芽及純合致死。OsCNX6 編碼MoCo合成蛋白2大亞基，該基因的突變導(dǎo)致黃嘌呤脫氫酶（XDH）、醛氧化酶（AO）、硝酸還原酶（NR）及亞硫酸鹽氧化酶（SO）等四種鉬酶活性顯著降低。通過分析基因表達(dá)模式，表明OsCNX6在水稻的葉片、莖稈、胚乳等部位均有表達(dá)。進(jìn)一步過量表達(dá)該基因的轉(zhuǎn)基因水稻沒有出現(xiàn)不利的農(nóng)藝性狀，而植株對(duì)滲透和鹽脅迫的抗性有了顯著提高。這一研究不僅揭示了MoCo合成基因?qū)λ旧L(zhǎng)發(fā)育的重要作用，同時(shí)也為水稻抗逆育種提供了新的研究思路和視角，具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。
該研究成果于2018年11月24日在線發(fā)表于NewPhytologist雜志上。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院劉鑫講師與中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所博士后王晶為該論文共同第一作者。中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員方軍為論文通訊作者。雜志鏈接（https://doi.org/10.1111/nph.15607）
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