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水稻怎样对抗干旱环境?华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室水稻团队的一项研究,14日在线发表于《美国科学院院刊》,解开了其中的秘密:原来,水稻有个关键“酶武器”,通过调控表皮蜡质的合成途径,能有效避免干旱造成的严重减产。
论文第一作者为该校博士生朱晓义,通讯作者为熊立仲教授。
干旱会抑制农作物的生长并造成严重减产,但植物们也有“应对策略”——最外层的表皮蜡质提供了保护层,阻挡体内水分流失。如何利用这一关键适应性性状以增强植物的耐旱性,是作物抗逆遗传改良的一个重要课题。
华中农大水稻团队在研究中发现,水稻中有一个基因DWA1,它在维管植物中高度保守,并编码着一个未经报道的巨型蛋白(由2391个氨基酸组成)。缺失该基因的水稻,在正常生长情况下与野生型水稻无明显差异,但在干旱胁迫下,由于叶片表皮蜡质缺陷,则对干旱极度敏感,更容易导致严重减产。
科研人员进一步研究发现,该基因编码蛋白是处于蜡质合成途径上的一个新的关键酶,通过控制干旱胁迫下超长链脂肪酸的合成和积累,来调节表皮蜡质合成,进而控制植物对干旱的适应能力。
据介绍,这项研究将加深人们对植物干旱适应机制的认识,对农作物抗旱遗传改良有着重要意义。