研究發現一個重要的水稻抗干旱功能基因

我國人口眾多，保障糧食生產安全顯得更加重要。糧食生產高度依賴于水資源，而水資源瀕乏嚴重制約糧食生產安全。在世界經濟的發展特別是發展中國家的發展對水資源的需求日趨增加，缺水的情況逐漸加劇的情況下，一方面不斷提高水資源管理水平提高糧食生產，另一方面利用生物技術手段特別是轉基因技術育種有效地提高農作物抗干旱和抗鹽堿能力，為我國糧食生產提供有力的保障，已經成為了一個重要的關鍵技術。在農作物轉基因技術日趨成熟背景下，挖掘行之有效地抗干旱基因是農業生物技術發展迫切需求。中科院版納植物園功能基因研究組余迪求研究員領導的研究小組從水稻逆境誘導的cDNA文庫中克隆獲得一個能有效調控植物抗干旱和鹽堿能力的轉錄調節基因WRKY45 。表達譜分析表明，OsWRKY45受干旱、鹽堿、病源菌等多種逆境因子，以及非生物逆境調控激素脫落酸（ABA）處理而強烈誘導表達。在轉基因擬南芥中過量表達OsWRKY45可以激活植物抗病相關基因PRs的表達，從而提高植物對病原菌的抗性。另一方面，該基因也能有效地提高轉基因植物對高鹽及干旱的耐性，同時減弱了轉基因植物在萌發階段及其后期的幼苗生長階段對ABA的敏感性，一些逆境相關基因及ABA合成基因的表達也有所增強。進一步研究證實，OsWRKY45也能有效地提高轉基因水稻抗干旱能力。這揭示了OsWRKY45可以提高多種植物抗干旱能力，具有廣泛的應用前途。
【研究發現一個重要的水稻抗干旱功能基因】一般而言，如果一個基因能夠有效地提高轉基因植株對逆境的抗性水平，那么該基因必定會降低轉基因植物的生物量，從而導致產量降低。然而OsWRKY45基因就表現出不同的特征，在水稻和擬南芥中高表達該基因后不僅能有效地提高轉基因植株抗干旱能力，而且不會引起任何轉基因植物在其形態發生、花器官發育、授粉特征、結實率及最終產量等指標沒有任何降低，相反還有一定程度的改善。
相關研究結果發表在愛思唯爾期刊《環境與實驗植物學》（Environmental and Experimental Botany）上。