研究人员拟破解耐旱水稻的核心生理及分子特征从而提高产量

2022年01月28日 14:39 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

对于南亚和东南亚的许多小农户来说,水稻不仅仅是一种主食它还是一种生计。一代又一代的小农户完全依靠降雨来灌溉他们的作物,但气候变化导致的日益频繁和严重的干旱期使水稻生产面临极大的压力。在这些地区种植的一些传统水稻品种已经适应了干燥的条件,这可能是开发干旱条件下提高水稻产量战略的关键。

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发表在《Plant Cell》上的一项令人兴奋的新研究的第一作者Simon"Niels"Groen博士指出:“如果我们能确定参与传统水稻品种抗旱性的基因,我们可以利用这些知识来培育新的、产量更稳定的抗旱水稻品种。”

在菲律宾进行的一项历时两年、涉及数千株水稻的田间实验中,Groen博士及其同事正在实现这一目标。据悉,该研究小组利用20个不同的水稻品种--其中一些已知能很好地抵御干旱--探讨了干燥条件如何影响水稻的基因表达模式、干旱压力下的水稻植物如何协调其根和芽之间的基因表达以及这些基因表达模式如何跟使植物在干燥条件下更有弹性的性状相关联。

为了获得研究用的根源材料,研究小组不得不用镐头和锤子敲开坚硬的土壤。正如Groen博士所说的那样--“这就像在寻找黄金!” 他们的努力得到了回报。研究小组确定了一系列跟水稻植物在干旱条件下的适应性有关的性状,诸如增加冠根密度。干旱对根部的基因表达模式的影响比对芽部的影响更大,但研究小组发现了跟根部和芽部的抗旱性有关的共同表达的基因模块。其中许多模块包括以前跟改善抗旱性有关的基因,如那些参与根到芽的水分运输和光合作用的基因,还有一个模块包含已知参与与土壤居住的假丝酵母真菌相互作用的基因。根部和有益的土壤生物之间的相互作用可能会通过改善营养物质的获取来提高抗旱能力,对此,研究人员渴望进一步探索这种可能性。

研究小组希望他们研究中发现的基因模块将能指导培育有弹性的水稻品种以缓解更热、更干的世界的一些压力。

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