水稻高溫環(huán)境適應(yīng)性研究取得進(jìn)展

近日，國(guó)際植物學(xué)知名期刊Plant Biotechnology Journal在線(xiàn)發(fā)表了江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室（南昌）超級(jí)稻育種研究團(tuán)隊(duì)副研究員曹志斌以第一作者身份撰寫(xiě)的研究論文。該研究克隆了水稻重要功能基因HTH5，發(fā)現(xiàn)HTH5可正向調(diào)控水稻對(duì)高溫的耐受性，并解析了其調(diào)控的分子機(jī)制。該成果為水稻耐高溫育種的分子改良提供了基因儲(chǔ)備和材料基礎(chǔ)。

全球氣候變暖是影響水稻生產(chǎn)最嚴(yán)重的非生物脅迫因素之一，在稻屬野生種資源中發(fā)掘水稻生殖發(fā)育時(shí)期耐高溫基因資源，對(duì)培育水稻耐熱品種具有重要意義。

該研究團(tuán)隊(duì)利用耐高溫普通野生稻和熱敏感秈稻及粳稻為親本，通過(guò)多年雜交和回交構(gòu)建了一系列生殖生長(zhǎng)期耐高溫近等基因系和定位群體，結(jié)合核苷酸序列分析和表達(dá)分析確定HTH5為候選基因，進(jìn)一步通過(guò)互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)轉(zhuǎn)基因試驗(yàn)證明HTH5正向調(diào)控水稻抽穗揚(yáng)花期耐熱性。生理實(shí)驗(yàn)分析表明，HTH5通過(guò)提高熱誘導(dǎo)的磷酸吡哆醛含量來(lái)減少高溫下活性氧的積累，從而提高水稻花粉的耐熱性，達(dá)到提高結(jié)實(shí)率（產(chǎn)量）的目的。啟動(dòng)子區(qū)域序列分析發(fā)現(xiàn)，HTH5啟動(dòng)子上游2個(gè)單核苷酸變異影響了基因表達(dá)量，并且與水稻耐熱性多樣化相關(guān)。因此，HTH5基因的克隆為水稻耐高溫理論研究積累了經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，也為水稻耐高溫育種提供了重要的基因資源。

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、江西現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科研協(xié)同創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)、江西省科技廳重大專(zhuān)項(xiàng)“揭榜掛帥”項(xiàng)目和江西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的支持。