新的基因发现为提高作物耐碱性指明了途径

中国科学家已经确定了与作物耐碱性有关的关键基因，该基因可以通过使用基因工程大大提高作物在钠环境中的产量。

这项研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所的谢琦教授团队领导，与其他七个机构合作，已发表在《科学》杂志上。

目前，世界上有超过60亿公顷的盐碱性土壤，其中约<>%被归类为高钠。因此，开发耐盐碱作物是一项紧迫的全球挑战。然而，植物的耐碱性尚未得到充分研究。

高粱起源于非洲的恶劣环境，与其他主要作物(如小麦、水稻和玉米等)相比，对多种非生物胁迫的耐受性更强。像一些盐生植物一样，高粱甚至可以在pH值高达10.0的钠质土壤中生存。

在这项工作中，研究人员首先在多样化的高粱面板中进行了全基因组关联研究，并确定了重要的位点，碱耐受性1(AT1)，该位点编码非典型G蛋白γ亚基并控制碱耐受性。AT1基因在其他植物中具有直系同源物;在大米中，它被命名为GS3。

进一步的实验证实，at1/gs3等位基因产生C末端截短蛋白，有助于负耐碱效应，而敲除AT1/GS3(GS3是AT1的水稻直系同源物)保守地增加了单子叶作物(包括高粱、小米、水稻和玉米)对碱性胁迫的耐受性。

他们发现活性氧稳态中的水通道蛋白PIP2s可能参与Gγ蛋白信号传导。遗传学和细胞生物学分析表明，Gγ负调控PIP2;1的磷酸化，水通道蛋白磷酸化可调节H2O2，导致碱胁迫下植物的ROS水平降低。

为了评估AT1 / GS3基因在作物生产中的应用，在盐碱性土壤中进行田间试验。他们发现，许多单子叶植物(包括高粱，小米，水稻和玉米)中的非功能性突变体可以显着改善作物在生物量或产量方面的田间性能，而不是在钠质土壤中生长时未改性的对照。

总之，研究人员发现，非典型Gγ亚基通过调节H2O2在环境压力下。

“我们已经发现了'星'G蛋白的分子机制，它在控制植物胁迫反应及其下游分子水通道蛋白中起着新的作用。2O2“谢教授说。

除了阐明生态学上重要的分子机制外，这项研究在指导边缘土地碱性耐盐作物的培育方面具有巨大潜力。通过这种方式，它可以为全球粮食安全做出贡献，因为全世界有超过10亿公顷的盐碱地。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！