中新網(wǎng)上海8月18日電 (韋柳 楊正行)中國(guó)科學(xué)院上海生科院植物生理生態(tài)研究所何祖華研究員領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)18日透露，在植物抗病抗高溫研究中取得重要進(jìn)展。

　　該研究團(tuán)隊(duì)首先從模式生物擬南芥中克隆了參與抗病抗高溫的數(shù)量性狀基因(QTL)，深入研究了其作用機(jī)理以及該基因在糧食及經(jīng)濟(jì)作物水稻和番茄中的作用。其與合作者的相關(guān)研究成果于17日在線發(fā)表在國(guó)際權(quán)威雜志Nature Biotechnology(《自然-生物技術(shù)》)上。

　　全球氣候變暖引起的持續(xù)高溫不僅惡化人類生存環(huán)境，還導(dǎo)致各種農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害如高溫、干旱以及病蟲害爆發(fā)等，對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。

　　因此發(fā)掘抗逆基因資源，進(jìn)而培育抗逆農(nóng)作物新品種，具有重要戰(zhàn)略意義?！暗捎谥参锟鼓媸且粋€(gè)復(fù)雜性狀，而且抗逆性狀的增強(qiáng)往往伴隨植物生長(zhǎng)不正常，因此之前很少有作物既抗逆又高產(chǎn)的育種成功例子?！焙巫嫒A說(shuō)。

　　在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期努力攻關(guān)后，何祖華團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)擬南芥的類受體激酶ERECTA是一個(gè)抗病原菌主效QTL位點(diǎn)，更重要的是這個(gè)QTL也調(diào)控植物對(duì)極端高溫(40℃)的脅迫耐性。

　　研究表明ERECTA基因表達(dá)水平的提高可以大大提高轉(zhuǎn)基因植物的抗熱性，而這種抗性與植物的氣孔發(fā)育和水分蒸騰作用無(wú)關(guān)，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)ERECTA表達(dá)水平的提高增強(qiáng)了植物水分利用效率和抗旱性。

　　何祖華介紹說(shuō)，研究證明ERECTA通過(guò)一種新的細(xì)胞保護(hù)機(jī)制，調(diào)控逆境下的細(xì)胞死亡?！癊RECTA蛋白表達(dá)水平提高后顯著增強(qiáng)了逆境下細(xì)胞膜的完整性，細(xì)胞不易死亡，從而提高了轉(zhuǎn)基因植物的抗性?！?/p>

　　夏季高溫導(dǎo)致水稻結(jié)實(shí)率下降、番茄枯死。研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)該基因無(wú)論是在在單子葉糧食作物水稻還是雙子葉經(jīng)濟(jì)作物番茄中也都具有相同的抗高溫功能。

　　對(duì)ERECTA基因在水稻中的同源基因OsER1的研究中發(fā)現(xiàn)，缺失OsER1基因的水稻在高溫環(huán)境下結(jié)實(shí)率降低。并且，對(duì)于不同來(lái)源的番茄品種的同源基因SlER表達(dá)水平也存在明顯差異，表達(dá)水平高的品種在抗高溫的能力上較強(qiáng)，說(shuō)明了ERECTA基因無(wú)論是在單子葉植物還是在雙子葉植物的進(jìn)化上都具有很高的保守性。

　　經(jīng)過(guò)10余年的時(shí)間，從多點(diǎn)多季節(jié)的田間試驗(yàn)中，研究表明轉(zhuǎn)基因水稻和番茄可以顯著提高在高溫下的結(jié)實(shí)率和成活率，尤其重要的是這些轉(zhuǎn)基因植株的細(xì)胞增多增大，導(dǎo)致器官與生物量的增大，表現(xiàn)出了產(chǎn)量上的優(yōu)勢(shì)。(完)