李自超教授团队水稻孕穗期耐冷基因克隆与进化研究取得新进展

本网讯 农学院李自超团队最近在水稻孕穗期耐冷基因克隆与进化研究中取得新进展。他们发现：编码作物中十分保守的蛋白激酶基因CTB4a，能够提高水稻生殖生长期的耐冷性，在低温条件下水稻保持较高花粉育性，从而提高结实率和产量。

水稻是一种起源于热带或亚热带的冷敏感作物，在孕穗期遭遇低温会导致水稻不能正常发育而严重减产。李自超教授课题组与云南农科院合作，利用孕穗期耐冷高原粳稻和冷敏感粳稻为亲本，通过多年杂交和回交构建一系列孕穗期耐冷近等基因系和定位群体，把其中第4号染色体上的耐冷QTL qCTB4-1精细定位在56.8 Kb区间内，结合核苷酸序列分析和表达分析确定CTB4a为候选基因，通过转基因和突变体材料的耐冷性鉴定，最终验证了CTB4a的耐冷功能。进一步研究发现，亲本启动子变异是引起耐冷性差异的根本原因， 单倍型分析发现耐冷单倍型Tej-Hap-KMXBG是温带粳稻在低温环境驯化产生的。此外，研究发现CTB4a与AtpB互作，通过介导冷胁迫下ATP含量调控水稻应对低温胁迫的能力。 CTB4a基因的克隆为水稻耐冷理论研究积累经验和数据，也为水稻耐冷育种提供了重要的基因资源。

据了解，这一研究结果对有效保障水稻遭遇低温或寒地种植条件下高产稳产性、促进水稻进一步向高海拔高纬度地区种植发展、解决我国对稻米日益增长的需求有重要意义。

该研究3月23日在《自然通讯》（Nature Communications）在线全文发表。李自超教授是论文通讯作者，共同第一作者均为我校博士后、博士生或教师，云南省农科院曾亚文研究员团队参与该研究。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家重大科技专项等项目支持。