近日,，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所研究員張建福、中國(guó)科學(xué)院院士謝華安團(tuán)隊(duì)在國(guó)際期刊《Plant Molecular Biology》發(fā)表最新研究論文,。該研究系統(tǒng)解析了OsLOX1基因在水稻種子活力及抗旱能力中的作用機(jī)制,，為作物種子生物學(xué)及抗逆育種提供了新的研究方向。

　　“作為一種高耗水作物,，水稻對(duì)干旱脅迫極為敏感,。”張建福說(shuō),，缺水會(huì)顯著影響水稻的生理和生化過(guò)程,，包括光合作用、呼吸作用及種子萌發(fā),，并引發(fā)細(xì)胞損傷,、根葉生長(zhǎng)受抑制等一系列不良反應(yīng)?！霸谌蛉丝诳焖僭鲩L(zhǎng)和水資源日益短缺的背景下,，干旱導(dǎo)致的產(chǎn)量損失對(duì)糧食安全構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)?！?/p>

　　因此,，水稻抗旱分子機(jī)制研究，對(duì)于加快抗逆育種,、保障糧食安全具有重大意義,。

　　現(xiàn)有研究表明，脂氧合酶是一種在高等植物中廣泛存在的生物酶,，在調(diào)控作物生長(zhǎng),、脂質(zhì)代謝、成熟與衰老,、脅迫耐受性以及種子儲(chǔ)存特性和活力等方面起到重要作用,，其活性與種子的存活能力和抗逆性密切相關(guān)。研究團(tuán)隊(duì)此次解析了脂氧合酶基因家族成員——OsLOX1調(diào)控水稻抗旱能力與種子活力的遺傳密碼,。

　　研究團(tuán)隊(duì)首先通過(guò)基因編輯技術(shù)，敲除了水稻中的OsLOX1,，獲得突變體,。結(jié)果表明，該突變體在干旱脅迫下耐受性顯著降低,。這一過(guò)程伴隨著細(xì)胞中過(guò)氧化氫和丙二醛水平的升高,，以及抗氧化酶相關(guān)基因表達(dá)的下調(diào)。此外,，OsLOX1敲除還導(dǎo)致水稻種子壽命顯著縮短,，同時(shí)細(xì)胞中過(guò)氧化氫,、丙二醛水平進(jìn)一步升高，以及抗氧化酶的活性下降,，相關(guān)基因表達(dá)亦明顯受抑制,。上述結(jié)果表明，OsLOX1基因通過(guò)正向調(diào)控水稻抗氧化能力,，在種子活力及抗旱脅迫耐受性中發(fā)揮關(guān)鍵作用,。

　　進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，敲除了OsLOX1基因后的突變體,，在種子老化前后均表現(xiàn)出更高濃度的多種游離脂肪酸,。這一結(jié)果揭示，水稻胚中游離脂肪酸的積累可能與種子活力呈負(fù)相關(guān),，這為解析種子活力的分子機(jī)制提供了新的視角,。

　　“本研究首次揭示了OsLOX1基因在水稻種子活力和抗旱耐受性中的關(guān)鍵功能，進(jìn)一步拓展了對(duì)脂氧合酶基因在植物脅迫響應(yīng)與種子生物學(xué)領(lǐng)域作用的認(rèn)識(shí),?！睆埥ǜ１硎荆@些發(fā)現(xiàn)為深入研究種子活力的調(diào)控機(jī)制及開發(fā)抗逆性優(yōu)良的作物品種奠定了重要理論基礎(chǔ),。（記者 張輝 通訊員 胡海明）