近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所土壤植物互作團(tuán)隊(duì)易可可研究員首次在水稻中鑒定了控制水稻中水楊酸合成的基因,并闡明了水楊酸調(diào)控根系發(fā)育的機(jī)制。相關(guān)研究成果于3月14日在線發(fā)表于植物學(xué)國(guó)際權(quán)威期刊《植物細(xì)胞(The Plant Cell)》。
水楊酸是一種重要的激活植物防衛(wèi)反應(yīng)的信號(hào)分子,其合成及信號(hào)途徑的研究主要集中在模式植物擬南芥中。而不同物種中水楊酸的含量及信號(hào)途徑有很大不同,主要糧食作物水稻中水楊酸合成的遺傳機(jī)制還不清楚,且已有的研究主要圍繞水稻地上部水楊酸信號(hào)途徑展開。根系作為植物吸收水分、養(yǎng)分的主要器官,其生長(zhǎng)發(fā)育具有重要意義。近年來,有報(bào)道發(fā)現(xiàn),水楊酸參與了植物根系與根際微生物之間的互作,然而水楊酸調(diào)控根系發(fā)育的機(jī)制仍未見報(bào)道。
資劃所土壤植物互作團(tuán)隊(duì)通過圖位克隆獲得了一個(gè)控制水稻根系發(fā)育的基因AIM1,該基因突變導(dǎo)致水稻根尖分生組織活力減弱,根系變短。進(jìn)一步研究表明該基因參與水稻中水楊酸的合成,水楊酸通過抑制根尖活性氧清除相關(guān)基因的表達(dá)來維持根尖活性氧的水平從而促進(jìn)根系分生組織的活力。該成果為進(jìn)一步深入研究水楊酸在水稻中的作用,以及水稻根系與土壤微生物之間的關(guān)系奠定了重要基礎(chǔ)。
研究得到了中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。博士研究生徐磊、趙紅玉和博士后阮文淵是文章的共同第一作者,易可可研究員為文章通訊作者。