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科学家发现促进水稻产量和抗性的新途径

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  5月15日,《植物细胞(The Plant Cell)》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。该团队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,并发现过表达AGO2基因可通过表观修饰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。

  

  据童红宁研究员介绍,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。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AGO2BG3均可通过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。

  该研究得到国家自然科学基金和中国农科院科技创新工程项目资助。(通讯员 卫斐)

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