生物所揭示水稻种子萌发与耐盐性调控新机制

近日,生物所作物耐逆性调控与改良创新团队发现新的AP2家族转录因子OsSAE1,并揭示了其调控水稻种子萌发和耐盐性的分子途径,为培育耐盐直播稻新品种提供了新的基因资源。相关研究成果发表于《植物生理学(Plant Physiology)》上。

土壤盐渍化是影响作物产量的一种重要的非生物胁迫因子,是农作物减产的主要原因之一。盐胁迫抑制作物生长发育,降低其存活率、生物量和产量。粮食作物中,水稻对盐胁迫最为敏感,尤其在萌发期和幼苗期,高盐胁迫将直接导致萌发率和出苗率降低。已有研究表明,植物激素脱落酸(ABA)参与应答盐胁迫,通过其信号途径调控种子萌发与活力。因此,分离鉴定耐盐基因,研究水稻耐盐与内源激素间的分子调控机制,对培育高产与耐盐性协同改良的水稻新品种具有重要意义。

本研究在水稻中鉴定了一个新的AP2家族转录因子OsSAE1,研究发现,OsSAE1基因敲除植株的种子萌发延迟,萌发期和幼苗生长早期对ABA的敏感性增强,幼苗的耐盐性降低,而OsSAE1过表达植株则表现为种子萌发率和耐盐性增加。体内和体外实验表明,OsSAE1能够直接与ABA信号途径关键基因OsABI5的启动子相结合并抑制该基因的表达,从而促进水稻种子萌发并提高水稻幼苗的耐盐性。该研究揭示了OsSAE1参与水稻种子萌发与耐盐性调控的新机制,有助于在水稻耐盐直播品种选育的应用。

图1 OsSAE1调控种子萌发与ABA敏感性

生物所博士生李宇翔、周嘉豪和已毕业硕士生李哲为该论文的共同第一作者,黄荣峰研究员和秦华副研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和中国农科院科技创新工程的资助。

链接:https://academic.oup.com/plphys/advance-article-abstract/doi/10.1093/plphys/kiac125/6549539