2022年9月29日,Nature Communications在线发表了日本福岛大学、名古屋大学Makoto Matsuoka团队及其合作者题为“Genome-wide association study identifies a gene responsible for temperature-dependent rice germination”的研究论文。该研究发现了温度调控水稻种子发芽的基因GF14h,并显示GF14h与OREB1和MFT2互作形成复杂的分子调控系统,通过ABA信号调节种子发芽以响应温度;揭示了温度依赖性的水稻种子萌发的分子基础,以及水稻在不同地理位置广泛种植的适应性机制。
https://doi.org/10.1038/ s41467-022-33318-5
环境是农业生产力的重要决定因素;为了适应不同的环境,已培育出作物具有优异的适应性。水稻(Oryza sativa)可在东南亚的大部分地区广泛种植,表明水稻品种的遗传改良可适应不同的气候条件。一般来说,水稻种子在 27-37℃的温度下几天即可发芽,但低于或高于此范围的温度会严重干扰其发芽。因此,温度依赖性的种子萌发可能是广泛种植水稻的一个重要性状,而不同品种的水稻可能在该性状上具有遗传多样性。然而,水稻在不同地理位置广泛种植的适应性机制具体是什么,是否由温度依赖性的种子萌发来决定,仍不清楚。
Figure 1. 14-3-3家族基因GF14h的鉴定
Figure 2. GF14h蛋白与OREB1的互作
Figure 3. ABA信号调控模块示意图
Figure 4. 功能缺失型GF14h 和 qLTG3的分布与转变
综上所述,该研究成功鉴定了一个新的参与温度调控水稻种子发芽的基因GF14h,并显示GF14h可与OREB1和MFT2互作,从而调控ABA信号,并调控种子的发芽;但缺失型GF14hHap.1不能与OREB1和MFT2互作;揭示了水稻能够在不同的地理位置种植的适应性机制。
值得一提的是,同日Nature communications在线发表了沈阳农业大学陈温福院士团队题为“Regain flood adaptation in rice through a 14-3-3 protein OsGF14h”的研究论文。该研究揭示OsGF14h可作为信号开关,通过与转录因子OsHOX3和OsVP1的相互作用来平衡 ABA信号和GA的生物合成,从而赋予水稻种子的厌氧萌发和厌氧幼苗发育的耐受性,为改善优质水稻品种的洪水适应性提供了一种微调工具。
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41467-022-33318-5
供稿 | SCI Shi
责编 | 李尘
微信号|Mol Plant2019
www.cell.com/molecular-plant/home
联系客服