NATIONL CENTER OF PLANT GENE RESEARCH(WUHAN)
我校在水稻抗旱分子机制研究方面取得新的进展
Download the document

 我校在水稻抗旱分子机制研究方面取得新的进展

 

1014,作物遗传改良国家重点实验室水稻团队一篇题为“一个关键巨型酶DWA1通过调节干旱诱导的表皮蜡质合成来控制水稻抗旱适应Putative megaenzyme DWA1 plays essential roles in drought resistance by regulating stress-induced wax deposition in rice)的学术论文在线发表在美国科学院院刊(PNAS)上,论文第一作者为博士生朱晓义,通讯作者为熊立仲教授。

干旱等非生物逆境造成农作物的生长抑制和严重的减产。植物从水生的藻类进化到陆生植物,处于最外层的表皮蜡质提供了必需的保护层以阻挡体内水分流失,使得植物能够适应干旱等不利环境。因此,如何利用表皮蜡质这一关键适应性性状以增强植物的耐旱性是作物抗逆遗传改良的一个重要方向。

多年来,研究人员致力于研究拟南芥、玉米等物种在自然生长条件下表皮蜡质的合成及其遗传调控。并尝试利用所发掘的基因进行抗旱性改良,但是转基因植株普遍出现矮小和育性下降等负面性状。因而研究干旱诱导的表皮蜡质特异性合成对植物抗逆遗传改良具有更为关键的意义,然而之前人们对这一过程的遗传和分子基础知之甚少。本研究报道了水稻中一个特异性控制干旱逆境下表皮蜡质合成的基因DWA1Drought-induced Wax Accumulation 1)。该基因编码一个未经报道的巨型蛋白(由2391个氨基酸组成),并且在维管植物中高度保守。此基因在维管组织和表皮特异表达,且受干旱等逆境强烈诱导。缺失该基因导致干旱胁迫下水稻叶片表皮蜡质缺陷从而对干旱极度敏感,而在正常生长情况下与野生型无明显差异。进一步研究发现,该基因编码蛋白为处于蜡质合成途径上的一个新的关键酶,控制干旱胁迫下超长链脂肪酸的合成和积累来调节表皮蜡质合成,进而控制植物对干旱的适应能力。

这项研究加深了对植物干旱适应机制的认识, DWA1控制的干旱特异诱导的蜡质合成这一发现对农作物抗旱遗传改良有重要的意义。

论文链接:http://www.pnas.org/content/early/2013/10/09/1316412110.abstract