首次發現潛在作物高溫感受器 為農作物抗高溫育種開闢新途徑

來源:波新聞 | 日期:2022-06-27 07:50:25 | 瀏覽次數:2069

波新聞─陶泰山編輯

科技日報報導,隨著全球暖化趨勢加劇,高溫威脅成為制約約世界糧食生產安全最主要的脅迫因子之一。

報導指出,平均氣溫每升高1℃,會造成水稻、小麥、玉米等糧食作物3%—8%左右的減產。挖掘高溫抗性基因資源、闡明高溫抗性分子機制及培育抗高溫作物新品種成為當前極待解決的問題。
中國科學院分子植物科學卓越創新中心林鴻宣研究團隊和上海交通大學林尤舜研究團隊合作,在研究中發現調控水稻高溫抗性的新機制,這項成果不僅首次揭示在一個控制水稻數量性狀的基因位點(TT3)中存在由兩個拮抗的基因(TT3.1和TT3.2)組成的遺傳模塊調控水稻高溫抗性的新機制和葉綠體蛋白降解新機制,同時發現第一個潛在作物高溫感受器。研究成果於發表於6月份科學雜誌。
報導說,一直以來,通過正向遺傳學方法挖掘控制高溫抗性的數量性狀基因位點難度大,具有挑戰性。研究團隊經過近十年的努力,終於成功分離複製水稻高溫抗性新基因位點TT3,並且闡明調控高溫抗性的新機制。
研究團隊透過對大規模水稻遺傳群體進行交換個體篩选和耐熱表型鑑定,定位複製到一個控制水稻高溫抗性的基因位點TT3。為解其生產應用價值,研究團隊通過多代雜交回交方法把高溫抗性強的非洲栽培稻TT3基因位點導入到亞洲栽培稻中,培育成新的抗熱品系,即近等基因係NIL-TT3CG14。
在抽穗期和灌漿期的高溫處理條件下,NIL-TT3CG14的增產效果是對照品系NIL-TT3WYJ的1倍左右,同時田間高溫脅迫下的小區增產達到約20%。透過轉基因方法進一步驗證TT3.1和TT3.2的高溫抗性效果,結果表明在高溫脅迫下,過量表達TT3.1或敲除TT3.2也能夠帶來2.5倍以上的水稻增產效果。而在正常田間條件下,它們對產量性狀沒有負面的影響。此外,由於TT3.1和TT3.2在多種作物中具有保守性,因此它們為作物抗高溫育種提供珍貴的基因資源,具有廣泛應用前景和商業價值。

上一篇文章 |  下一篇文章