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福建科研团队揭示水稻耐旱性调控新路径:福州育种创新再获突破

干旱是我国水稻稳产的最大威胁之一。全国超七成中低产田因缺水导致大幅减产,尤其在福建等季风气候显著、旱涝交替频发的南方稻区,这一问题尤为突出。若能在分子层面精准识别调控耐旱性的关键“遗传开关”,将为培育适应本地气候的抗旱良种提供核心支撑。

来自福建省农业科学院水稻研究所的张建福研究员与谢华安院士领衔团队,近期在国际植物学权威期刊《Plant》连续发表两项重要成果,系统解析了水稻响应干旱胁迫的双重分子调控机制——这标志着福建在水稻抗逆育种基础研究领域已走在前列。

研究以福建广泛种植的籼稻“75-1-127”及模式粳稻“日本晴”为材料,采用基因编辑技术定向敲除目标基因,并构建其过表达株系。在人工模拟干旱环境下对比发现:缺失该基因的植株萎蔫加速、存活率下降;而高表达该基因的个体则维持更强的生理活性与生物量积累,证实其正向调控水稻耐旱能力。

进一步探索发现,该基因并非单兵作战。它与另外两个功能未知但同具正向调控效应的蛋白——“”和“”——在细胞核内发生特异性互作,协同激活下游基因“”的转录。后者编码的关键酶,可高效清除干旱诱导产生的过量活性氧(ROS)。

活性氧是植物代谢中天然存在的副产物,在水分充足时处于动态平衡;但遭遇干旱胁迫后,其浓度急剧升高,引发脂质过氧化、蛋白质变性等连锁损伤。因此,强化ROS清除能力,已成为提升水稻抗旱性的关键靶点。

值得一提的是,该团队此前在同一期刊发表的另一项研究,还鉴定出一个全新耐旱相关基因“”。该基因通过广谱上调多个抗氧化通路基因,显著增强水稻整体抗氧化防御体系,有效缓解干旱所致的光合抑制与细胞死亡,从而减少福州及周边双季稻区常见的季节性干旱产量损失。

更早之前,团队已在《BMC Plant Biology》揭示主效理想株型基因“IPA1”亦参与干旱应答网络,表明优良农艺性状与抗逆性存在潜在协同遗传基础。这些源于福建本土科研力量的原创发现,正加速转化为面向东南沿海生态条件的水稻分子设计育种新策略。

(记者 张辉)

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