Cell粳稻缘何比籼稻更耐寒-长沙生物产业网 

Cell粳稻缘何比籼稻更耐寒

2018-07-30 11:26

  近日,来自中国科学院的研究人员在国际着名生物学期刊cell发表了他们的一项最新研究成果,他们发现cold1基因对于粳稻(japonica水稻)的耐寒习性非常重要,cold1编码产物能够调控G蛋白信号通路,激活钙离子通道感受低温,同时他们还发现cold1的一个SNP位点对于其赋予粳稻抗寒特性非常重要。
  
  水稻喜高温、多湿、短日照,对低温敏感,低温使枝梗和颖花分化延长,开花最适温30℃左右,低于20℃或高于40℃,受精受严重影响。因此只能种植在特定气候区域。japonica水稻(粳稻)是一种种植于温带和寒带地区的水稻品种,生长期长,一般一年只能成熟一次,粳稻具有耐寒习性,粒形短圆,与野生稻有较大差异。人类对粳稻施加的人工选择使得水稻能够生长在温度更低的区域,但这种低温适应性的分子基础仍不清楚。
  
  研究人员发现cold1基因能够赋予粳稻耐寒特性,过表达cold1能够显着增强水稻耐寒抗冻的能力,但缺失或低表达cold1则使得水稻对低温敏感。Cold1基因能够编码一种G蛋白信号通路的调控因子,调节定位在细胞质膜和内质网上的G蛋白复合物。其编码产物能够与G蛋白α亚基相互作用激活钙离子通道,感受低温并加速G蛋白GTP酶活性。研究人员进一步鉴定出COLD1基因上来自于中国普通野生稻的一个SNP位点,增强了cold1赋予粳稻耐寒特性的能力,这对于cold1在植物环境适应性方面发挥的作用非常重要。
  
  综上所述,该项研究发现了粳稻耐寒习性的分子基础,通过实验证明了cold1通过调节G蛋白受体通路增强粳稻耐寒能力,并且发现了影响cold1功能的一个重要SNP位点。这项研究为植物抗寒特性研究提供了重要线索。