钾离子平衡调控可提高水稻耐冷能力

10 月 12 日,中国农业科学院作物科学研究所水稻分子设计技术与应用创新团队揭示水稻钾离子转运蛋白 OsNHX2 通过调节细胞内钾离子积累来增强水稻耐冷性的作用机制,相关研究成果发表在 Molecular Plant 上。研究利用前期构建的多亲本高代互交群体,鉴定并克隆调控水稻耐冷性的关键基因 OsNHX2,发现该基因编码定位于液泡膜的钾离子转运蛋白,在低温胁迫下促进根系对钾离子的吸收并改变定位、抑制转运活性,从而促进胞质钾离子留存,提高水稻耐冷性。

中国农业科学院作物科学研究所最新研究通过GWAS在MAGIC群体中鉴定出OsNHX2,一种液泡膜定位的K+转运体,在苗期增强水稻耐寒性。OsNHX2通过促进地上部钾离子含量增加,刺激脯氨酸积累并降低ROS和MDA水平来增强耐寒性。OsNHX2编码区的自然变异导致K+转运能力差异。其表达受转录因子OsATH1负调控。论文发表于《Molecular Plant》(IF=32.7),为水稻耐寒分子育种提供了重要依据。

10月10日,山东水稻高质量发展研讨会暨"黄河口大米"现场观摩会在东营市垦利区举办,山东省农业科学院(垦利)水稻试验示范基地、山东省农业科学院粳稻分子育种中心揭牌。该中心聚焦黄淮稻区粳稻种源瓶颈,开展水稻种质挖掘、分子设计育种与优异新品种创制,重点培育抗除草剂、特色香米/软米/糯稻等专用品种,补齐山东粳稻分子育种硬件平台短板。

中国农业科学院农业基因组研究所超级稻种质创新团队揭示水稻器官边界建成的分子机制,相关成果发表在《植物细胞》(The Plant Cell)上。研究发现水稻中存在一类转录因子,在器官边界特异表达,像'分子开关'调控下游功能基因,可同时调控分蘖起始、叶枕发育等多类边界发育过程,最终决定水稻分蘖数、叶片夹角等多项核心产量性状。该研究完善了单子叶植物器官边界发育的基础理论,为禾本科作物的株型改良提供了基因靶标。

中国农业科学院作物科学研究所王文生研究员带领的水稻分子设计技术与应用创新团队，从国家种质库3000份稻种测序成果中精选408份核心种质开展多阶段抗旱表型鉴定，挖掘出由OsMYB2、OsGH18、OsCAD3构成的抗旱「黄金战队」分子模块——OsMYB2感知干旱信号激活下游基因；OsGH18通过蛋白互作解锁OsCAD3活性；OsCAD3大量合成木质素加固细胞壁以减轻萎蔫减少水分流失。团队已尝试将该模块导入主栽品种黄华占，初步试验证明能显著提升抗旱能力。

9月24日，华中农业大学、荆州农业科学院、武汉市农技推广中心、荆州市农技推广中心、荆门市农技推广中心等单位专家对水稻新品种'弘润109'江陵县百亩示范片进行现场测产，弘润109亩产685.6公斤。'弘润109'由湖北省农业科学院粮食作物研究所、武汉弘耕种业有限公司、湖北洪山实验室和湖北江汉大米产业技术研究院有限公司共同选育，是湖北省首个米质1级、耐热性和综合抗性1级的'双一级'优质中稻新品种。该品种聚合了30多个有利功能基因，覆盖产量、品质、抗性与氮高效等指标。