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上海信帆生物：水稻感知寒害分子機制闡明
更新時間：2015-03-25 點擊次數(shù)：1088次2月26日，《細(xì)胞》雜志在線發(fā)表了中科院植物所種康研究組的一項研究。該研究組與中國水稻研究所錢前研究組等合作，發(fā)現(xiàn)了水稻感受低溫的重要QTL基因COLD1及其人工馴化選擇的單核苷酸多態(tài)性（SNP）賦予粳稻耐寒性的新機制。
研究發(fā)現(xiàn)，包含粳稻COLD1基因的秈稻近等基因系以及超表達(dá)該基因的粳稻材料都顯著增強了耐寒性，而功能缺失突變體cold1-1或反義基因株系卻對冷非常敏感。該基因編碼一個G-蛋白信號調(diào)節(jié)因子，定位于細(xì)胞質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。冷處理時，COLD1與G-蛋白互作激活鈣離子通道，觸發(fā)下游耐寒防御反應(yīng)。
實驗分析了127個不同水稻品種和野生稻中的COLD1基因序列，發(fā)現(xiàn)了7個SNP位點，其中粳稻特異的SNP2影響了COLD1蛋白活性而賦予粳稻耐寒性。該成果揭示了通過馴化得到的COLD1等位基因和特異SNP賦予水稻耐寒性的新機制。COLD1模塊可直接用于對超級雜交稻親本93-11和其他秈、粳稻的耐寒性改良，對基于分子設(shè)計培育水稻耐寒新品種具有重要的應(yīng)用前景。
據(jù)了解，水稻起源于熱帶和亞熱帶地區(qū)，對低溫脅迫非常敏感，尤其是苗期和孕穗期，這限制了其種植的地理位置。人工馴化和選擇使粳稻種植延伸到年積溫較低的寒區(qū)地帶。（來源：中國科學(xué)報 丁佳）
