水稻高溫環(huán)境適應(yīng)性研究取得進展

近日，國際植物學知名期刊Plant Biotechnology Journal在線發(fā)表了江西省農(nóng)業(yè)科學院水稻國家工程實驗室（南昌）超級稻育種研究團隊副研究員曹志斌以第一作者身份撰寫的研究論文。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)控水稻對高溫的耐受性，并解析了其調(diào)控的分子機制。該成果為水稻耐高溫育種的分子改良提供了基因儲備和材料基礎(chǔ)。

全球氣候變暖是影響水稻生產(chǎn)最嚴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)育時期耐高溫基因資源，對培育水稻耐熱品種具有重要意義。

該研究團隊利用耐高溫普通野生稻和熱敏感秈稻及粳稻為親本，通過多年雜交和回交構(gòu)建了一系列生殖生長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分析確定HTH5為候選基因，進一步通過互補測驗轉(zhuǎn)基因試驗證明HTH5正向調(diào)控水稻抽穗揚花期耐熱性。生理實驗分析表明，HTH5通過提高熱誘導的磷酸吡哆醛含量來減少高溫下活性氧的積累，從而提高水稻花粉的耐熱性，達到提高結(jié)實率（產(chǎn)量）的目的。啟動子區(qū)域序列分析發(fā)現(xiàn)，HTH5啟動子上游2個單核苷酸變異影響了基因表達量，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。

該研究得到了國家自然科學基金、江西現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科研協(xié)同創(chuàng)新專項、江西省科技廳重大專項“揭榜掛帥”項目和江西省重點研發(fā)計劃項目的支持。