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近日，中國農(nóng)業(yè)大學李自超團隊在水稻孕穗期耐冷基因克隆與進化研究中取得新進展。他們發(fā)現(xiàn)，編碼作物中十分保守的蛋白激酶基因 CTB4a，能夠提高水稻生生長期的耐冷性，在低溫條件下水稻保持較高花粉育性，從而提高結(jié)實率和產(chǎn)量。該研究在《自然通訊》（Nature Communications）上在線全文發(fā)表。
李自超課題組與云南農(nóng)科院合作，利用孕穗期耐冷高原粳稻和冷敏感粳稻為親本，通過多年雜交和回交構(gòu)建一系列孕穗期耐冷近等基因系和定位群體，把其中第 4 號染色體上的耐冷 QTL qCTB4- 1 精細定位在 56.8 Kb 區(qū)間內(nèi)，結(jié)合核苷酸序列分析和表達分析確定 CTB4a 為候選基因，通過轉(zhuǎn)基因和突變體材料的耐冷性鑒定，zui終驗證了 CTB4a 的耐冷功能。
進一步研究發(fā)現(xiàn)，親本啟動子變異是引起耐冷性差異的根本原因，單倍型分析發(fā)現(xiàn)耐冷單倍型 Tej-Hap-KMXBG 是溫帶粳稻在低溫環(huán)境馴化產(chǎn)生的。此外，研究發(fā)現(xiàn) CTB4a 與 AtpB 互作，通過介導冷脅迫下 ATP 含量調(diào)控水稻應對低溫脅迫的能力。CTB4a 基因的克隆為水稻耐冷理論研究積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，也為水稻耐冷育種提供了重要的基因資源。
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