水稻是一種冷敏感作物，隨著(zhù)全球氣候的變化，低溫成為影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的主要威脅因素之一。水稻冷害，包括延遲性冷害和孕穗期冷害，苗期是水稻延遲型冷害的關(guān)鍵時(shí)期，苗期水稻遭遇冷害，表現出葉片發(fā)黃、分蘗數減少、根系活性降低或死亡。挖掘水稻冷脅迫調控基因并解析其功能，對穩定國家經(jīng)濟發(fā)展和保障糧食安全具有重要的理論和應用價(jià)值。

　　近日，中國科學(xué)院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所卜慶云研究團隊在水稻苗期冷脅迫調控基因鑒定及分子機制解析方面取得新的進(jìn)展。研究團隊發(fā)現MAPK級聯(lián)信號成員OsMAPK6是苗期冷脅迫的一個(gè)新的正調控因子，OsMAPK6組成型激活形式的過(guò)表達轉基因植株(CAMAPK6-OE)苗期耐冷性顯著(zhù)提高，表現為低溫脅迫下幼苗存活率升高、離子滲透率下降、苔盼藍染色程度降低、冷脅迫響應基因OsTPP1和OsCBFs的表達水平顯著(zhù)升高;而osmapk6突變體(dsg1)與之完全相反。這說(shuō)明OsMAPK6正向調控水稻苗期耐冷性。深入分析發(fā)現，OsMAPK6能夠結合并磷酸化低溫脅迫正調控基因OsICE1和OsIPA1.進(jìn)而增強它們的蛋白穩定性。該項研究解析了OsMAPK6正向調控水稻苗期耐冷性的分子機制，豐富了水稻苗期冷脅迫信號調控網(wǎng)絡(luò )，為水稻分子育種提供理論參考和基因資源。

　　研究成果于2023年12月發(fā)表在中科院一區Top期刊《Theoretical and Applied Genetics》上，東北林業(yè)大學(xué)博士研究生劉佳麗和碩士研究生劉佳欣為論文共同第一作者，東北地理所卜慶云研究員和田曉杰副研究員為論文共同通訊作者。該研究得到黑龍江省自然科學(xué)基金項目(YQ2022CO38)、中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )項目(2021229)和中國科學(xué)院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所青年科學(xué)家小組項目(2023QNXZ02)聯(lián)合資助。

OsMAPK6-OsICE1/OsIPA1信號級聯(lián)響應水稻低溫脅迫的模式圖

　　論文信息：Liu Jiali#, Liu Jiaxin#, He Mingliang, Zhang Chuanzhong, Liu Yingxiang, Li Xiufeng, Wang Zhenyu, Jin Xin, Sui Jingjing, Zhou Wenyan, Bu Qingyun*, Tian Xiaojie*. OsMAPK6 positively regulates rice cold tolerance at seedling stage via phosphorylating and stabilizing OsICE1 and OsIPA1. Theoretical and Applied Genetics, 2023. 137: 10.

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　　https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04506-8