优化细胞分裂素分布可提高水稻产量和抗盐性

(A-C)高盐胁迫处理后细胞分裂素从地上向根中积累；（D-E）过表达AGO2通过促进细胞分裂素向地运输提高水稻耐盐性和籽粒长度。作科所供图

5月14日，《植物细胞》在线发表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最新研究成果。

他们发现，植物激素细胞分裂素的分布模式在高盐胁迫处理下会迅速发生改变，从地上组织向地下根中积累。并且，过表达AGO2基因可激活细胞分裂素转运基因BG3，模拟盐胁迫状态下的细胞分裂素分布模式，从而同时提高水稻产量和抗盐性。

论文通讯作者、作科所研究员童红宁介绍，为高产稳产是作物育种的长久目标，但由于作物产量和抗性往往具有一定的补偿效应，如何在不利条件下保持高产是育种工作的重大挑战。细胞分裂素在植物生长发育过程中发挥着重要作用，且有其复杂的转运系统，但在作物中对其功能了解甚少。

该研究首次发现，植物可通过调整细胞分裂素的空间分布对高盐胁迫做出响应，从而提高对胁迫的适应性。通过操纵参与此过程的关键组分，不仅可发挥细胞分裂素促进生长发育的功能，还可大幅增强植物的耐逆性。

论文第一作者殷文超介绍，与整体操纵激素的含量不同，操纵激素转运体现了一种更经济弹性的原则，并有望克服高产高抗之间的矛盾，因此在分子设计育种上具有巨大潜力。

在此理论基础上，研究人员发现，过表达AGO2或BG3均可改变细胞分裂素空间分布，显著增加水稻粒长和耐盐性，从而验证了这一途径的可行性。

该研究得到了国家自然科学基金和中国农科院创新工程项目资助。

相关论文信息：https://doi.org/10.1105/tpc.19.00542

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