水稻抗高温主效QTL-TT1参与植物对高温环境的耐受和适应
随着全球气候变化,极端高温天气对包括水稻在内的粮食生产造成了严重威胁.因此发掘作物抗高温基因资源,进而培育抗高温新品种具有重要战略意义.选用生长于热带的非洲稻为材料,通过构建染色体片段替换系和分离群体,并经过遗传分析和定位克隆,成功分离到了控制非洲稻高温抗性的主效QTL ThermoTolerance1(OgTT1),其编码一个26S蛋白酶体的α2亚基.对其机理的研究表明:在高温下相对于亚洲稻中的等位基因(OsTT1),OgTT1可以使蛋白酶体对泛素化蛋白的降解速率更快,从而使细胞中积累的有毒变性蛋白的种类和数量都显著降低,进而保护了植物细胞.这揭示了植物细胞响应高温的新机制:在极端高温时,及时有效地清除变性蛋白,维持胞内蛋白平衡对细胞生存至关重要.群体遗传学表明TT1参与水稻对环境温度的适应.在非洲稻长期适应高温生长环境的过程中,OgTT1演化成一种非洲稻特有的高效响应高温胁迫的单倍体型.而在亚洲稻演化成热带粳稻、温带粳稻和籼稻的过程中,伴随着各品种生长的气候温度发生了较大变化,OsTT1也明显受到环境温度的选择,产生了群体分化.将OgTT1转入禾本科植物高羊茅和十字花科植物拟南芥中,发现其在不同物种中都具有提高植物高温耐受性的功能.这提示OgTT1在其他作物抗高温育种中具有广泛的应用潜力。
水稻 品种选育 高温胁迫 抗高温性状
厉新民
中国科学院上海生科院植物生理生态研究所
国内会议
上海
中文
212-232
2015-09-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）