永利贵宾会手机版:SD6基因表达维持在较高水平并发挥其功能

一对调控基因“开关”是如何找到的？

尽管解决稻麦穗发芽问题迫在眉睫，但种子休眠是一个极其复杂的农艺性状，受大量性状位点的调控，因此克隆和调控种子休眠基因一直面临诸多瓶颈。永利贵宾会手机版

在这项研究中，楚的团队通过利用强休眠水稻品种“卡萨拉斯”和弱休眠水稻品种“南波瑠日本”构建染色体单片段代换系，成功地从强休眠水稻品种中克隆了控制水稻种子休眠的关键基因SD6，并证实了SD6负调控水稻种子休眠。在此基础上，研究团队通过筛选SD6相互作用蛋白，进一步发现了另一种水稻转录因子ICE2，ICE2正在调节种子休眠。

针对植物激素脱落酸(ABA)是调控植物休眠萌发的主要内因这一事实，研究团队揭示了SD6/ICE2分子模块直接或间接调控ABA的合成或代谢基因，进而通过直接或间接调控ABA的合成或代谢基因来调控水稻种子的ABA含量和种子休眠。

种子休眠是由基因和种子所处的环境共同调节的。楚蔡程团队发现，SD6/ICE2分子模块可以感知环境温度的种子休眠调节剂:在常温条件下，SD6基因表达维持在较高水平并发挥其功能，而ICE2基因功能被显著抑制，从而促进种子萌发；在低温条件下，SD6基因的功能被显著抑制，ICE2基因的表达被上调，从而维持种子处于休眠状态。

研究成果的实际应用效果如何？

研究团队认为，通过感知外界环境的温度变化，SD6/ICE2可以进一步控制种子中的ABA含量，从而调节种子的休眠强度，确保其适应自然季节变化并成功繁殖。

这一对基于水稻和小麦穗发芽的基因“开关”在作物育种中的实际应用效果如何？

通过基因编辑技术，楚团队对水稻品种“天龙619”、“武运粳27号”、“淮稻5号”中的SD6基因进行了改良，结果表明，改良后的水稻材料在收获期遭遇持续阴雨天气，其穗发芽显著提高。

与此同时，高彩霞的团队对小麦品种“科农199”的TaSD6基因进行了改进，该结果也可以大大提高小麦穗的发芽抗性，表明SD6基因在控制水稻和小麦种子休眠方面具有相同的功能。