水稻起源于熱帶和亞熱帶地區，對低溫敏感。探討水稻孕穗期耐低溫脅迫的分子機制，進而通過分子設計，打破連鎖累贅，促進耐冷、高產、優質性狀快速聚合，高效培育耐低溫水稻品種，這是從根本上防范障礙型冷害的途徑。而受限于表型精準鑒定的制約，水稻孕穗期耐低溫機制研究進展較慢，制約了優良品種培育。
近日，中國科學院遺傳與發育生物學研究所曹曉風團隊在Plant Physiology上發表了題為The acyl carrier protein OsMTACP2 is essential for rice cold tolerance at the booting stage的研究論文。該成果揭示了水稻酰基載體蛋白OsMTACP2通過參與脂質代謝促進低溫下花藥和花粉粒的發育，進而參與水稻孕穗期低溫響應的作用機制。
該研究利用與黑龍江省農業科學院耕作栽培研究所合作建立的水稻孕穗期耐冷評估體系，對鑒定獲得的耐冷水稻品種龍稻5進行誘變篩選，克隆到一個水稻孕穗期耐低溫的關鍵基因OsMTACP2。CRISPR/Cas9敲除和功能互補實驗證明該基因參與水稻耐低溫脅迫反應。OsMTACP2編碼一個高度保守的、線粒體定位的酰基載體蛋白，主要在水稻花藥絨氈層和花粉粒中表達。細胞學分析表明，OsMTACP2促進低溫下水稻花藥角質層形成和花粉壁的發育。轉錄組結合脂質組數據分析表明，OsMTACP2通過調控脂質代謝，尤其是蠟質合成，維持低溫下花藥和花粉粒的正常發育。自然變異分析發現，OsMTACP2啟動子在粳稻和秈稻中有兩個主要的單倍型，可能貢獻了秈稻、粳稻耐冷性的分化。該研究揭示了脂質代謝在水稻響應低溫脅迫過程中的作用，為低溫冷害的防范及耐冷品種培育提供了理論指導。
研究工作得到科技創新2030-重大項目、中國科學院戰略性先導科技專項和國家自然科學基金的支持。
日期：2024-03-26
近日，中國科學院遺傳與發育生物學研究所曹曉風團隊在Plant Physiology上發表了題為The acyl carrier protein OsMTACP2 is essential for rice cold tolerance at the booting stage的研究論文。該成果揭示了水稻酰基載體蛋白OsMTACP2通過參與脂質代謝促進低溫下花藥和花粉粒的發育，進而參與水稻孕穗期低溫響應的作用機制。
該研究利用與黑龍江省農業科學院耕作栽培研究所合作建立的水稻孕穗期耐冷評估體系，對鑒定獲得的耐冷水稻品種龍稻5進行誘變篩選，克隆到一個水稻孕穗期耐低溫的關鍵基因OsMTACP2。CRISPR/Cas9敲除和功能互補實驗證明該基因參與水稻耐低溫脅迫反應。OsMTACP2編碼一個高度保守的、線粒體定位的酰基載體蛋白，主要在水稻花藥絨氈層和花粉粒中表達。細胞學分析表明，OsMTACP2促進低溫下水稻花藥角質層形成和花粉壁的發育。轉錄組結合脂質組數據分析表明，OsMTACP2通過調控脂質代謝，尤其是蠟質合成，維持低溫下花藥和花粉粒的正常發育。自然變異分析發現，OsMTACP2啟動子在粳稻和秈稻中有兩個主要的單倍型，可能貢獻了秈稻、粳稻耐冷性的分化。該研究揭示了脂質代謝在水稻響應低溫脅迫過程中的作用，為低溫冷害的防范及耐冷品種培育提供了理論指導。
研究工作得到科技創新2030-重大項目、中國科學院戰略性先導科技專項和國家自然科學基金的支持。
日期：2024-03-26
