近日,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院王州飛教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊Nature Communications在線發(fā)表題為“UDP-glucosyltransferase OsUGT75A promotes submergence tolerance during rice seed germination”研究論文(論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-38085-5)。該研究揭示了淹水條件下水稻種子胚芽鞘伸長(zhǎng)的調(diào)控機(jī)制。
近年來(lái),直播稻輕簡(jiǎn)栽培得到廣泛應(yīng)用,但與插秧栽培方式相比,草害是直播稻生產(chǎn)中遇到的重要問(wèn)題之一。生產(chǎn)上常用“以水控草”方式除草,但是長(zhǎng)期淹水會(huì)導(dǎo)致種子萌發(fā)困難、田間成苗率低,嚴(yán)重影響直播稻產(chǎn)量。水稻對(duì)淹水脅迫的適應(yīng),涉及兩種不同的對(duì)立機(jī)制,即“靜止策略”和“逃逸策略”。其中,“逃逸策略”指在淹水條件下,水稻胚芽鞘快速伸長(zhǎng),迅速升至水面,從而將氧氣輸送到種子中,進(jìn)行有氧呼吸,對(duì)保障直播稻成苗具有重要作用。本研究鑒定到一個(gè)控制淹水條件下水稻胚芽鞘快速伸長(zhǎng)的關(guān)鍵基因OsUGT75A,該基因通過(guò)糖基化ABA和JA,精準(zhǔn)調(diào)控種子和胚芽鞘中游離態(tài)ABA和JA含量,從而通過(guò)ABA和JA信號(hào)通路介導(dǎo)胚芽鞘伸長(zhǎng);在粳稻中鑒定到了OsUGT75A基因優(yōu)異單倍型,并驗(yàn)證了該基因在提高水稻耐淹性遺傳改良中的應(yīng)用價(jià)值。該研究成果進(jìn)一步揭示了水稻通過(guò)“逃避策略”提高耐淹性的分子機(jī)制,為今后培育適宜淹水直播的水稻品種提供線索,為保障直播稻安全生產(chǎn)提供幫助。
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院何永奇副教授和在讀博士研究生孫珊為本論文共同第一作者,王州飛教授為通訊作者。本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金(32201838、32272157、32172052、31971995)、廣東省自然科學(xué)基金(2023A1515012052)、“雙一流”學(xué)科建設(shè)和提升專項(xiàng)(2021B10564001)等資助。