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| 一個重要的水稻抗干旱功能基因 |
| 我國人口眾多，保障糧食生產(chǎn)安全顯得更加重要。糧食生產(chǎn)高度依賴于水資源，而水資源瀕乏嚴(yán)重制約糧食生產(chǎn)安全。在世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展特別是發(fā)展中國家的發(fā)展對水資源的需求日趨增加，缺水的情況逐漸加劇的情況下，一方面不斷提高水資源管理水平提高糧食生產(chǎn)，另一方面利用生物技術(shù)手段特別是轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種有效地提高農(nóng)作物抗干旱和抗鹽堿能力，為我國糧食生產(chǎn)提供有力的保障，已經(jīng)成為了一個重要的關(guān)鍵技術(shù)。在農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因技術(shù)日趨成熟背景下，挖掘行之有效地抗干旱基因是農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展迫切需求。中科院版納植物園功能基因研究組余迪求研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究小組從水稻逆境誘導(dǎo)的cDNA文庫中克隆獲得一個能有效調(diào)控植物抗干旱和鹽堿能力的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)基因WRKY45。表達(dá)譜分析表明，OsWRKY45受干旱、鹽堿、病源菌等多種逆境因子，以及非生物逆境調(diào)控激素脫落酸（ABA）處理而強(qiáng)烈誘導(dǎo)表達(dá)。在轉(zhuǎn)基因擬南芥中過量表達(dá)OsWRKY45可以激活植物抗病相關(guān)基因PRs的表達(dá)，從而提高植物對病原菌的抗性。另一方面，該基因也能有效地提高轉(zhuǎn)基因植物對高鹽及干旱的耐性，同時減弱了轉(zhuǎn)基因植物在萌發(fā)階段及其后期的幼苗生長階段對ABA的敏感性，一些逆境相關(guān)基因及ABA合成基因的表達(dá)也有所增強(qiáng)。進(jìn)一步研究證實，OsWRKY45也能有效地提高轉(zhuǎn)基因水稻抗干旱能力。這揭示了OsWRKY45可以提高多種植物抗干旱能力，具有廣泛的應(yīng)用前途。 一般而言，如果一個基因能夠有效地提高轉(zhuǎn)基因植株對逆境的抗性水平，那么該基因必定會降低轉(zhuǎn)基因植物的生物量，從而導(dǎo)致產(chǎn)量降低。然而OsWRKY45基因就表現(xiàn)出不同的特征，在水稻和擬南芥中高表達(dá)該基因后不僅能有效地提高轉(zhuǎn)基因植株抗干旱能力，而且不會引起任何轉(zhuǎn)基因植物在其形態(tài)發(fā)生、花器官發(fā)育、授粉特征、結(jié)實率及最終產(chǎn)量等指標(biāo)沒有任何降低，相反還有一定程度的改善。 相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在愛思唯爾期刊《環(huán)境與實驗植物學(xué)》（Environmental and Experimental Botany）上。 |
