近日，中國農業科學院生物技術研究所作物耐逆性調控與改良創新團隊發現細胞壁多糖合成酶OsCSLD4在水稻鹽脅迫應答和籽粒發育中具有重要作用，揭示了細胞壁調控植物生長發育和逆境適應性的潛在途徑和分子機理，相關成果發表在《植物生物技術雜志（Plant Biotechnology Journal）》上。
據張執金研究員介紹，耐逆性和產量是作物品種培育中一個矛盾而統一的問題，耐逆是作物品種高產穩產的基礎，但耐逆和高產性狀又很難兼備。因此，解析作物耐逆性和產量形成的內在關聯機制是作物耐逆性調控機理研究的重要科學問題。先期研究發現，植物細胞壁可以從正負兩個方面調控植物的耐逆性，已揭示細胞壁在植物耐逆性和生長發育拮抗性調控關系中的作用途徑和分子機制，但對二者協同性調控關系中的作用途徑和分子機制尚不清楚。
OsCSLD4是植物纖維素合成酶類蛋白，參與植物細胞壁多種糖類的合成。生理生化和分子生物學實驗結果表明，OsCSLD4抑制或缺失可顯著降低水稻耐鹽性，過表達OsCSLD4則提高水稻耐鹽性，提示其在水稻鹽脅迫應答中具有重要作用。轉錄組分析顯示，OsCSLD4功能的缺失影響ABA合成和響應基因、細胞壁合成和修飾基因、脅迫響應基因，以及大量信號轉導基因的表達，推測OsCSLD4可能通過細胞壁信號蛋白，調控植物生長發育進程和細胞內ABA合成和信號途徑的活動，促進水稻籽粒發育和提高鹽脅迫耐性，協同提高水稻耐逆性和產量。該研究闡釋細胞壁在作物非生物脅迫耐性和籽粒發育中的協同作用機制，為培育高產耐逆作物新品種提供了新的研究思路。
該研究得到國家自然科學基金、中國農科院科技創新工程等項目資助。（通訊員：崔艷）
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13729
