基因PSL1突变,水稻因它学会“午睡”并耐旱

2020-09-16 14:40:29 来源: 科技日报 作者: 瞿剑

科技日报记者 瞿 剑

据中国农科院最新消息,中国水稻研究所水稻功能基因组学创新团队与美国加州大学伯克利分校合作,研究发现水稻基因PSL1突变直接导致其叶片在低湿度和高光环境下发生超敏卷曲,从而提高耐旱性。这就揭示了水稻细胞结构和水分关系的作用机理,为提升水稻抗旱性提供了理论依据。相关研究成果新近在线发表于《新植物学家(New Phytologist)》。

光敏感卷叶突变体psl1的表型特征及其影响水稻细胞壁的组成和结构的方式

中国水稻研究所研究员张光恒介绍,水稻生长季节中的高温和强光会导致严重的水分流失。植物通过卷叶来应激响应中午的极端温度和光照,从而减少水分流失。这种午间“小睡”式的“中午光合作用受到抑制”是植物避免环境胁迫损害的关键适应机制。

团队从光敏卷叶突变体中克隆并鉴定出一个半乳糖醛酸酶(一种果胶降解酶)编码基因PSL1,该基因突变后导致水稻根和叶片组织中的细胞壁增厚,泡状细胞比例增加,直接导致叶片在低湿度和高光环境下发生超敏卷曲,从而提高耐旱性。生化分析结果揭示了重组PSL1蛋白的半乳糖醛酸酶活性,与野生型植株相比,psl1突变体细胞壁组分中果胶含量显著增加,从而降低了植株水分渗透胁迫和干旱环境下的水分流失,进而增强了突变植株的耐旱性。该研究为抗旱育种工作提供了重要的理论依据。

研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发项目及浙江省人才项目支持。

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责任编辑:何沛苁

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