雜草稻抗旱相關基因篩選(中國農科院供圖)
近期,中國農業(yè)科學院作物科學研究所水稻優(yōu)異種質資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用創(chuàng)新團隊研究發(fā)現(xiàn),雜草稻與栽培稻之間存在基因滲入,支持了雜草稻起源于栽培稻的去馴化觀點,發(fā)掘了雜草稻中的抗旱相關基因PAPH1并驗證了其功能,為抗旱基因功能的深入研究與雜草稻的有效利用提供了理論支撐。
據(jù)介紹,雜草稻是稻田里不種自生、伴隨栽培稻生長的一種“雜草型稻”,一般表現(xiàn)為落粒、種皮紅色、穎殼褐色等特點。同時,雜草稻具有早期生長旺盛、抗病蟲、抗逆等優(yōu)異特性,在新基因發(fā)掘和育種研究中具有重要利用價值。
進一步研究表明,PAPH1基因敲除突變體的抗旱性明顯弱于野生型,而PAPH1基因過表達株系的抗旱性明顯強于野生型。與野生型相比,基因敲除突變體葉肉細胞膜內外鈣離子和鉀離子流速降低,而基因過表達株系葉肉細胞膜內外鈣離子和鉀離子流速增加,說明PAPH1基因在雜草稻應對干旱脅迫過程中發(fā)揮著重要作用。