近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所水稻分子設(shè)計技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新團隊研究發(fā)現(xiàn)，植物激素細胞分裂素的分布模式在高鹽脅迫處理下會迅速發(fā)生改變，從地上組織向地下根中積累。并且過表達AGO2基因可激活細胞分裂素轉(zhuǎn)運基因BG3，模擬鹽脅迫狀態(tài)下的細胞分裂素分布模式，從而同時提高水稻產(chǎn)量和抗鹽性。相關(guān)研究成果最近在線發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《植物細胞》。
團隊成員、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所研究員童紅寧介紹，水稻粒長與其產(chǎn)量密切相關(guān)，耐鹽性則有助于其在鹽堿地上種植，而在育種環(huán)節(jié)，產(chǎn)量和抗性往往很難兼顧。此前學(xué)界公認，細胞分裂素在植物生長發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用，且有其復(fù)雜的轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，但人們對其功能卻了解甚少。
該項研究首次發(fā)現(xiàn)，植物可通過調(diào)整細胞分裂素的空間分布對高鹽脅迫作出響應(yīng)，從而提高對脅迫的適應(yīng)性。通過操縱參與此過程的關(guān)鍵組分，不僅可發(fā)揮細胞分裂素促進生長發(fā)育的功能，還可大幅增強植物的耐逆性。
研究人員介紹，與整體操縱激素的含量不同，操縱激素轉(zhuǎn)運體現(xiàn)了一種更經(jīng)濟彈性的原則，并有望克服高產(chǎn)、高抗之間的矛盾，因此在分子設(shè)計育種上具有巨大潛力。
在此理論基礎(chǔ)上，研究人員發(fā)現(xiàn)，過表達AGO2或BG3均可改變細胞分裂素空間分布，可顯著增加水稻粒長和耐鹽性，從而驗證了這一途徑的可行性。
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