中国农业大学李自超课题组在水、旱稻抗旱机制研究中取得新进展

水稻和旱稻是亚洲栽培稻在不同水分环境下分化出的两个生态类型, 其抗旱性有显著的差异。因此，挖掘旱稻品种资源的抗旱相关基因并研究其作用分子机制对于抗旱性水稻品种的培育具有重要意义。近日, Plant Physiology在线发表了中国农业大学农学院水稻研究中心李自超教授课题组题为“Natural Variation in OsLG3 Increases Drought Tolerance in Rice by Inducing ROS Scavenging”的研究论文，报道了在水、旱稻抗旱机制研究方面取得的最新进展。





该研究通过比较典型旱稻品种群和水稻群的转录组及基因组数据鉴定出一个正向调控水稻耐旱性的ERF家族转录因子OsLG3 （OsERF62）。该课题组前期研究发现OsLG3调控水稻籽粒长度（Yu et al., 2017）。在该研究中，作者发现干旱胁迫下OsLG3在旱稻中的表达水平显著高于水稻。候选基因关联分析表明其启动子的自然变异与渗透胁迫发芽的耐受性有关。过表达OsLG3显著提高了水稻的耐旱性，而抑制OsLG3表达则导致水稻对干旱的敏感度增加。

系统进化分析表明，OsLG3的优异等位基因可以提高栽培粳稻的耐旱性。携带旱稻优异等位基因OsLG3IRAT109的导入系和互补转基因系的耐旱性增强，表明OsLG3的自然变异有助于增强水稻和旱稻的耐旱性。进一步通过转录组分析研究表明，OsLG3可能通过诱导活性氧的清除，从而正向调控水稻的耐旱性。




综上，该研究结果表明，OsLG3的自然变异有助于增强水稻和旱稻的耐旱性，OsLG3的优异等位基因为耐旱水稻品种选育提供了重要的基因资源。

中国农业大学农学院水稻研究中心博士后熊海燕和余建平博士为论文共同第一作者，李自超教授为通讯作者。中国农业大学生物学院郭岩教授、中国农科院黎志康研究员、傅彬英研究员、王文生副研究员和国际水稻所Jauhar Ali研究员也参与了研究工作。该研究得到了科技部、农业部、国家自然科学基金和中国博士后科学基金等相关项目资助。

原文链接：www.plantphysiol.org/content/early/2018/08/02/pp.17.01492

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