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光明日?qǐng)?bào)武漢7月26日電記者王建宏、張銳從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉,該校熊立仲教授團(tuán)隊(duì)近日鑒定出一個(gè)名為“ROAD1”的稻屬特異抗旱孤兒基因,并發(fā)現(xiàn)攜帶這個(gè)功能等位基因的水稻在田間干旱條件下產(chǎn)量較對(duì)照顯著提高。此外,ROAD1在擬南芥、油菜、玉米、小麥和楊樹等多種受試植物中展現(xiàn)出跨物種抗旱應(yīng)用潛力。
干旱是制約水稻生產(chǎn)和威脅糧食安全的重要非生物逆境。植物體內(nèi)擁有一套經(jīng)典的抗旱信號(hào)系統(tǒng),其核心組分在不同植物中高度保守,廣泛參與植物的生長(zhǎng)發(fā)育和環(huán)境響應(yīng)等關(guān)鍵過程。然而,直接干預(yù)這些核心組分,往往會(huì)引發(fā)植物生長(zhǎng)抑制、產(chǎn)量下降等副作用。抗旱與穩(wěn)產(chǎn)的“蹺蹺板”難題,一直困擾著學(xué)界與產(chǎn)業(yè)界。
熊立仲團(tuán)隊(duì)以240份水稻種質(zhì)資源為材料,成功鑒定出一個(gè)稻屬特有的“孤兒基因”——ROAD1。這類基因通常僅存在于特定物種中,在遠(yuǎn)緣物種中缺乏可檢測(cè)的同源基因。在干旱脅迫下,攜帶ROAD1功能等位基因的水稻,葉片卷曲程度較輕,產(chǎn)量損失更小。
田間測(cè)試顯示,在干旱條件下,攜帶ROAD1功能等位基因的水稻,其產(chǎn)量較對(duì)照提高約21%至35%。在正常供水條件下,未觀察到明顯的生長(zhǎng)和產(chǎn)量不利變化。
更令人振奮的是,由于抗旱信號(hào)的核心模塊在植物界高度保守,研究團(tuán)隊(duì)將這一基因?qū)霐M南芥、油菜、玉米、小麥和楊樹中,均發(fā)現(xiàn)這些植物表現(xiàn)出更好的抗旱性。這意味著,這一源自水稻的基因有望成為多種農(nóng)作物的“跨物種抗旱利器”。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院植物研究所研究員種康表示,該研究建立了從進(jìn)化起源、分子機(jī)制到田間評(píng)價(jià)和跨物種驗(yàn)證的完整證據(jù)鏈,深化了對(duì)孤兒基因參與植物環(huán)境適應(yīng)的認(rèn)識(shí),也為發(fā)掘抗旱基因資源和培育抗旱穩(wěn)產(chǎn)作物提供了新的思路。
《光明日?qǐng)?bào)》(2026年07月27日 08版)
[ 責(zé)編:王若昕]
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