近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所作物耐逆性調(diào)控與改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞壁多糖合成酶OsCSLD4在水稻鹽脅迫應(yīng)答和籽粒發(fā)育中具有重要作用，揭示了細(xì)胞壁調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育和逆境適應(yīng)性的潛在途徑和分子機(jī)理，相關(guān)成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)雜志（Plant Biotechnology Journal）》上。
據(jù)介紹，耐逆性和產(chǎn)量是作物品種培育中一個(gè)矛盾而統(tǒng)一的問題，耐逆是作物品種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)，但耐逆和高產(chǎn)性狀又很難兼?zhèn)?。因此，解析作物耐逆性和產(chǎn)量形成的內(nèi)在關(guān)聯(lián)機(jī)制是作物耐逆性調(diào)控機(jī)理研究的重要科學(xué)問題。
先期研究發(fā)現(xiàn)，植物細(xì)胞壁可以從正負(fù)兩個(gè)方面調(diào)控植物的耐逆性，已揭示細(xì)胞壁在植物耐逆性和生長(zhǎng)發(fā)育拮抗性調(diào)控關(guān)系中的作用途徑和分子機(jī)制，但對(duì)二者協(xié)同性調(diào)控關(guān)系中的作用途徑和分子機(jī)制尚不清楚。
OsCSLD4是植物纖維素合成酶類蛋白，參與植物細(xì)胞壁多種糖類的合成。生理生化和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，OsCSLD4抑制或缺失可顯著降低水稻耐鹽性，過表達(dá)OsCSLD4則提高水稻耐鹽性，提示其在水稻鹽脅迫應(yīng)答中具有重要作用。
轉(zhuǎn)錄組分析顯示，OsCSLD4功能的缺失影響ABA合成和響應(yīng)基因、細(xì)胞壁合成和修飾基因、脅迫響應(yīng)基因，以及大量信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因的表達(dá)，推測(cè)OsCSLD4可能通過細(xì)胞壁信號(hào)蛋白，調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程和細(xì)胞內(nèi)ABA合成和信號(hào)途徑的活動(dòng)，促進(jìn)水稻籽粒發(fā)育和提高鹽脅迫耐性，協(xié)同提高水稻耐逆性和產(chǎn)量。
該研究闡釋細(xì)胞壁在作物非生物脅迫耐性和籽粒發(fā)育中的協(xié)同作用機(jī)制，為培育高產(chǎn)耐逆作物新品種提供了新的研究思路。
