隨著氣溫的持續(xù)下降，北方農(nóng)作物已經(jīng)普遍進入越冬狀態(tài)，而在南方一些地區(qū)，盡管氣溫也已經(jīng)很低了，但晚熟的水稻還在生長中。這些水稻是如何適應(yīng)低溫的？記者從中國農(nóng)科院了解到，該院作物科學研究所萬建民院士團隊，系統(tǒng)闡釋了鈣離子通道蛋白OsCNGC9調(diào)控水稻對低溫響應(yīng)和耐受的分子機制。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《分子植物（Molecular Plant）》。
2020年12月4日，浙江德清縣，氣溫在7℃左右，這里的水稻還沒有收割。新京報記者 王巍 攝
低溫脅迫是影響植物生長、發(fā)育和地理分布的重要環(huán)境限制因素之一。水稻起源于熱帶、亞熱帶，相對于小麥、大麥等作物，對低溫脅迫更加敏感。
在長期的進化過程中，植物形成了系統(tǒng)的主動應(yīng)激和適應(yīng)機制，以緩解和降低低溫脅迫造成的傷害。在這一過程中，細胞質(zhì)中鈣離子濃度的瞬時上升，一直被認為是植物響應(yīng)低溫脅迫的早期核心事件之一，但植物中負責調(diào)控這一過程的分子機制仍然未知。
因此，研究水稻響應(yīng)低溫脅迫的分子機制具有重要的理論意義和生產(chǎn)實踐價值。據(jù)萬建民院士介紹，此前，團隊研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，OsCNGC9可以通過與類受體激酶互作正向調(diào)控水稻苗期稻瘟病抗性。而此次研究表明，OsCNGC9作為一個鈣離子通道蛋白，積極調(diào)控低溫脅迫誘導的胞外鈣離子內(nèi)流、胞內(nèi)鈣離子濃度上升和低溫脅迫相關(guān)的基因表達。
該研究建立了一條從低溫信號感知到鈣離子通道激活的低溫信號轉(zhuǎn)導途徑，填補了植物低溫信號轉(zhuǎn)導途徑中缺失的重要一環(huán)，為利用OsCNGC9進行水稻抗逆遺傳改良提供了理論依據(jù)。據(jù)介紹，這是萬建民院士團隊在水稻離子通道方面取得的又一重要進展。研究得到國家重點研發(fā)計劃、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程和中央公益性科研機構(gòu)基本科研業(yè)務(wù)費等項目資助。中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心和清華大學生命科學學院參與了部分研究工作。
