近日，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所聯(lián)合中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所、崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院等單位，在植物學(xué)頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《New Phytologist（新植物學(xué)人）》發(fā)表研究論文。該研究全面揭示了結(jié)構(gòu)變異對(duì)水稻耐鹽性的影響，基于結(jié)構(gòu)變異圖譜挖掘到了關(guān)鍵耐鹽基因——OsMADS56。

　　土地鹽堿化，是威脅農(nóng)作物生長(zhǎng)的主要環(huán)境因素之一。在水稻生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)階段，鹽脅迫均會(huì)對(duì)其造成不同程度危害，引發(fā)減產(chǎn)。應(yīng)對(duì)土地鹽堿化，開(kāi)發(fā)利用鹽堿地，必須“以種適地”，選育更多優(yōu)異的耐鹽品種。

　　近年來(lái)，我國(guó)科學(xué)家挖掘了一批水稻耐鹽基因，并解析了其調(diào)控耐鹽性的分子機(jī)制，將其應(yīng)用于育種實(shí)踐。本研究的創(chuàng)新之處，則在于揭示了結(jié)構(gòu)變異對(duì)水稻耐鹽性的影響。

　　眾所周知，遺傳信息的本質(zhì)，是DNA分子上ATCG等4種堿基的排列順序。其中任何細(xì)微的變化，都可能引發(fā)連鎖反應(yīng)。結(jié)構(gòu)變異指的是較長(zhǎng)DNA片段的缺失、插入、重復(fù)、倒位、易位等。這些變化可能會(huì)導(dǎo)致基因的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變。過(guò)去，由于基因測(cè)序手段的限制，許多結(jié)構(gòu)變異很難被挖掘和鑒定。

　　在前期研究中，研究團(tuán)隊(duì)利用全球核心種質(zhì)資源構(gòu)建了群體規(guī)模最大、基因組充分注釋、稻屬中最為系統(tǒng)的圖形超級(jí)泛基因組，解析了全面的水稻基因組序列變異圖譜。這為探究結(jié)構(gòu)變異對(duì)水稻耐鹽性的影響奠定了基礎(chǔ)。

　　通過(guò)進(jìn)一步研究，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)：許多結(jié)構(gòu)變異，能夠影響相關(guān)基因的表達(dá)，進(jìn)而影響水稻耐鹽性。他們挖掘到了一個(gè)位于OsMADS56基因上的結(jié)構(gòu)變異。該變異導(dǎo)致了OsMADS56基因表達(dá)量的降低，從而影響了水稻的耐鹽性。

　　后續(xù)研究表明：OsMADS56是一個(gè)全新的耐鹽基因，對(duì)水稻耐鹽性發(fā)揮正向調(diào)控作用。在面對(duì)鹽脅迫時(shí)，它可通過(guò)協(xié)調(diào)抗氧化酶活性，調(diào)節(jié)體內(nèi)活性氧的積累，以影響水稻耐鹽性。

　　之后，科研人員又在大多數(shù)耐鹽水稻品種中，檢測(cè)到了同樣的結(jié)構(gòu)變異。這進(jìn)一步表明，該結(jié)構(gòu)變異確實(shí)對(duì)耐鹽基因OsMADS56產(chǎn)生了重大影響，在水稻耐鹽性調(diào)節(jié)中發(fā)揮了重要作用。

　　該研究利用水稻圖形超級(jí)泛基因組結(jié)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)，使得過(guò)去難以發(fā)現(xiàn)的與耐鹽相關(guān)的結(jié)構(gòu)變異得以揭示，為耐鹽基因挖掘和耐鹽優(yōu)異種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用提供了全新解決方案，將進(jìn)一步推動(dòng)水稻耐鹽全基因組設(shè)計(jì)育種。（記者 張輝 通訊員 林雅容 張潔）

　　轉(zhuǎn)自：福建日?qǐng)?bào)

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