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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

首頁(yè) > 科研進(jìn)展

植物所在光信號(hào)調(diào)控水稻響應(yīng)鹽脅迫研究中取得進(jìn)展

2020-06-29 植物研究所

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語(yǔ)音播報(bào)

　　中國(guó)科學(xué)院植物研究所研究員林榮呈研究組長(zhǎng)期開(kāi)展光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制相關(guān)研究。研究人員對(duì)水稻光敏色素互作因子（PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR-LIKE，OsPIL）的功能和分子機(jī)理展開(kāi)研究，發(fā)現(xiàn)分別過(guò)量表達(dá)6個(gè)OsPILs基因（OsPIL11-16）均能促進(jìn)黑暗下水稻中胚軸的伸長(zhǎng)，其中OsPIL14表現(xiàn)最為明顯。而赤霉素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)核心抑制因子DELLA蛋白（SLENDER RICE1，SLR1）負(fù)調(diào)控水稻中胚軸伸長(zhǎng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，OsPIL14與SLR1能相互作用，這種互作使SLR1抑制了OsPIL14對(duì)下游細(xì)胞伸長(zhǎng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄激活能力。研究發(fā)現(xiàn)鹽處理促進(jìn)了OsPIL14蛋白的降解，增強(qiáng)了SLR1蛋白的穩(wěn)定性。過(guò)量表達(dá)OsPIL14使水稻幼苗在黑暗中對(duì)鹽具有較高的耐受性，并顯著提高了鹽脅迫下水稻覆土直播的出苗率。該研究揭示了水稻光敏色素互作因子OsPIL14整合光信號(hào)與赤霉素信號(hào)調(diào)控水稻在鹽脅迫下生長(zhǎng)的分子機(jī)制，對(duì)通過(guò)分子設(shè)計(jì)提高水稻直播出苗率和鹽脅迫條件下的生長(zhǎng)性能具有重要指導(dǎo)意義。

　　該成果于6月25日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Plant Physiology上。植物所博士研究生莫偉平為論文第一作者，林榮呈為通訊作者，中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員卜慶云參與部分工作。該研究得到了農(nóng)村農(nóng)業(yè)部、科學(xué)技術(shù)部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)等項(xiàng)目的資助。

　　論文鏈接

　　A，過(guò)量表達(dá)OsPIL14顯著提高了鹽脅迫（75 mM NaCl）下水稻覆土（1 cm，3 cm）直播的出苗率；B，OsPIL14-SLR1互作整合光信號(hào)和赤霉素信號(hào)調(diào)控水稻響應(yīng)鹽脅迫的工作模型。

　　光信號(hào)在幼苗形態(tài)發(fā)生和轉(zhuǎn)換中發(fā)揮著重要作用。種子在土壤中利用體內(nèi)儲(chǔ)藏的能量進(jìn)行異養(yǎng)生長(zhǎng)，并通過(guò)暗形態(tài)建成使幼苗快速伸長(zhǎng)，破土見(jiàn)光后，便轉(zhuǎn)換成光形態(tài)建成模式，伸長(zhǎng)生長(zhǎng)減緩，開(kāi)始葉綠素合成和葉綠體發(fā)育，進(jìn)入光合作用自養(yǎng)生長(zhǎng)。水稻播種深度和育秧就涉及暗（光）形態(tài)建成所蘊(yùn)涵的科學(xué)原理，水稻的中胚軸在土壤下快速伸長(zhǎng)有利于水稻出苗，然而，這一過(guò)程在一些土壤逆境條件下（如鹽堿）受到挑戰(zhàn)。因此，探討光信號(hào)對(duì)農(nóng)作物幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控及對(duì)逆境的響應(yīng)機(jī)制具有重要的科學(xué)意義，也對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　中國(guó)科學(xué)院植物研究所研究員林榮呈研究組長(zhǎng)期開(kāi)展光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制相關(guān)研究。研究人員對(duì)水稻光敏色素互作因子（PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR-LIKE，OsPIL）的功能和分子機(jī)理展開(kāi)研究，發(fā)現(xiàn)分別過(guò)量表達(dá)6個(gè)OsPILs基因（OsPIL11-16）均能促進(jìn)黑暗下水稻中胚軸的伸長(zhǎng)，其中OsPIL14表現(xiàn)最為明顯。而赤霉素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)核心抑制因子DELLA蛋白（SLENDER RICE1，SLR1）負(fù)調(diào)控水稻中胚軸伸長(zhǎng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，OsPIL14與SLR1能相互作用，這種互作使SLR1抑制了OsPIL14對(duì)下游細(xì)胞伸長(zhǎng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄激活能力。研究發(fā)現(xiàn)鹽處理促進(jìn)了OsPIL14蛋白的降解，增強(qiáng)了SLR1蛋白的穩(wěn)定性。過(guò)量表達(dá)OsPIL14使水稻幼苗在黑暗中對(duì)鹽具有較高的耐受性，并顯著提高了鹽脅迫下水稻覆土直播的出苗率。該研究揭示了水稻光敏色素互作因子OsPIL14整合光信號(hào)與赤霉素信號(hào)調(diào)控水稻在鹽脅迫下生長(zhǎng)的分子機(jī)制，對(duì)通過(guò)分子設(shè)計(jì)提高水稻直播出苗率和鹽脅迫條件下的生長(zhǎng)性能具有重要指導(dǎo)意義。
　　該成果于6月25日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Plant Physiology上。植物所博士研究生莫偉平為論文第一作者，林榮呈為通訊作者，中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員卜慶云參與部分工作。該研究得到了農(nóng)村農(nóng)業(yè)部、科學(xué)技術(shù)部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)等項(xiàng)目的資助。
　　論文鏈接
　　A，過(guò)量表達(dá)OsPIL14顯著提高了鹽脅迫（75 mM NaCl）下水稻覆土（1 cm，3 cm）直播的出苗率；B，OsPIL14-SLR1互作整合光信號(hào)和赤霉素信號(hào)調(diào)控水稻響應(yīng)鹽脅迫的工作模型。

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