OsSAPK2 赋予水稻ABA敏感性和抗干旱能力

水稻是世界范围广泛栽培的重要农作物，世界上近一半人口,都以水稻为食。因此,如何提高水稻产量以及提高水稻植株抗逆能力是水稻研究面临的主要问题。近来研究表明, SnRK2在植物响应渗透逆境和ABA胁迫时发挥着重要的作用。水稻基因组中有10个SnRK2成员,依次命名为SAPK1～SAPK10。研究表明OsSAPK2很可能在依赖ABA的非生物胁迫和水稻植株生长调节方面发挥着重要作用。但是OsSAPK2的相关功能研究至今未见报道。

版纳植物园植物分子生物学研究组的余迪求研究员领导的团队利用CRISPR/Cas9技术成功构建了2个独立的sapk2突变株系。表达模式分析显示OsSAPK2的表达受到干旱，NaCl，PEG的强烈诱导，但不受ABA诱导。萌发实验和萌发后生长实验证实2个独立的sapk2突变株系均表现出在种子萌发和早期幼苗生长阶段对ABA不敏感。干旱实验分析表明2个独立的sapk2突变株系均表现出干旱敏感表型，进一步实验证实SAPK2主要通过2个方面来调节干旱耐受性：一是通过增加与干旱胁迫相关的可溶性物质含量，促进气孔关闭，促进与干旱胁迫相关基因的表达来增强水稻植株的保水能力来提高抗旱能力；二是通过促进与ROS清除相关的酶基因的表达，大量积累与ROS清除相关的酶和物质来减少水稻植株在干旱胁迫下的氧化伤害。我们的研究结果为种子萌发、非生物胁迫等信号调控网络研究及农业生产中培育具有适度休眠性且强抗逆能力的优良水稻品种提供了一定的理论依据。

相关研究以OsSAPK2 Confers Abscisic Acid Sensitivity and Tolerance to Drought Stress in Rice为题在Frontiers in Plant Science上发表。博士研究生娄灯吉为该论文的第一作者，余迪求研究员为该论文的通讯作者。该研究得到NSFC-云南省联合基金（U1202264）、中国科学院战略性先导专项A类（XDA08020203）及云南省科技厅创新团队（2014HC017）的资助。