中国农科院生物技术研究所、海南大学通过表型分析和RNA-Seq解析海南山栏稻抗旱分子机制

近日，中国农业科学院生物技术研究所裴新梧团队与海南大学热带作物学院袁潜华团队在International Journal of Biological Macromolecules（IF 8.025）发表了题为 “ Understanding the molecular mechanism of drought resistance in Shanlan upland rice by transcriptome and phenotype analyses ”的研究论文，为山栏稻抗旱种质资源的开发与应用提供了思路，对作物抗旱的分子机制有了更深的认识。

水稻是重要的粮食作物，干旱是制约作物产量的重要因素。山栏稻是海南特色旱稻，具有丰富的遗传多样性，是培育节水抗旱水稻品种的重要种质资源。研究团队在盆栽条件下对48个水稻品种包括41份山栏稻、3份旱稻、4份水稻进行了抗旱性鉴定，选择7个性状指标进行主成分分析并计算抗旱性D值，依据D值大小对48个品种进行抗旱性等级评价。之后对抗旱性不同的5个品种进行RNA-seq。GSEA分析显示，干旱胁迫条件下山栏稻叶片中的游离氨基酸含量因能量再分配而增加，而普通旱稻品种黄叶稻是通过调控光合作用相关通路响应干旱，山栏稻在响应干旱胁迫过程中较黄叶稻调动了更多的通路响应干旱。此外，研究发现Os03g0623100在干旱胁迫条件下显著上调，通过 STRING 数据库预测，Os03g0623100可能与 LEA 蛋白发生相互作用，有助于在胁迫条件下维持能量代谢。

Fig 1. Identification of drought resistance to different rice varieties at seedling stage.

袁潜华和裴新梧研究团队长期合作进行山栏稻的研究与利用，包括山栏稻种植资源的收集与鉴定，抗旱、耐盐分子机理研究，山栏种质创新利用，栽培技术配套研究等。已建立了山栏稻抗旱评价技术体系，解析山栏稻抗旱的分子机理，揭示了山栏稻抗旱相关lncRNA作用机理。研究团队完成收集海南山栏稻品种资源200余份，并筛选出抗旱性强、综合性状优良的山川24号等品种进行示范推广。研发了山栏稻-火龙果等“山栏-林果间作”栽培技术、山栏稻水作栽培技术、山栏稻-杂交稻生物多样性种植防治病虫害栽培模式等。先后在International Journal of Biological Macromolecules、BMC Genomics、Agriculture等刊物上发表山栏稻研究论文10多篇，授权专利4项。这些研究为山栏稻种质资源创新和应用推广奠定了理论基础。

海南大学热带作物学院硕士研究生杨新森为该论文的第一作者。本研究由海南省重点研发项目、国家科技重大专项-转基因生物新品种培育重大专项资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123387

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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