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近日，中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所水稻優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用創(chuàng)新團隊研究發(fā)現(xiàn)，雜草稻與栽培稻之間存在基因滲入，支持了雜草稻起源于栽培稻的去馴化觀點，發(fā)掘了雜草稻中的抗旱相關(guān)基因PAPH1，并驗證了其功能，為抗旱基因功能的深入研究與雜草稻的有效利用提供了理論支撐。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《實驗植物學(xué)雜志》。

該研究表明，雜草稻與水稻地方品種或選育品種存在基因交流，雜草稻的演化與地方品種和選育品種密切相關(guān)。生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，在雜草稻基因組中有158個基因組區(qū)段受到了選擇，包含37個已注釋的抗逆相關(guān)基因。

基于全基因組關(guān)聯(lián)分析，該團隊挖掘出與干旱脅迫下葉片干枯程度顯著相關(guān)的抗旱基因PAPH1。對攜帶PAPH1基因不同單倍型的水稻自然群體進行抗旱性鑒定表明，擁有單倍型Hap1和Hap2的種質(zhì)中，抗旱種質(zhì)分別占85.45%和77.16% 。

進一步研究表明，PAPH1基因敲除突變體的抗旱性明顯弱于野生型，而PAPH1基因過表達株系的抗旱性明顯強于野生型。與野生型相比，基因敲除突變體葉肉細胞膜內(nèi)外鈣離子和鉀離子流速降低，而基因過表達株系葉肉細胞膜內(nèi)外鈣離子和鉀離子流速增加，說明PAPH1基因在雜草稻應(yīng)對干旱脅迫過程中發(fā)揮著重要作用。

該研究為抗旱基因功能的深入研究與雜草稻的有效利用提供了理論支撐。

來源：中國科學(xué)報

編輯：牛姣