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近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)李自超團(tuán)隊(duì)在水稻孕穗期耐冷基因克隆與進(jìn)化研究中取得新進(jìn)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(zhǎng)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(shí)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(guò)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(hào)染色體上的耐冷 QTL qCTB4- 1 精細(xì)定位在 56.8 Kb 區(qū)間內(nèi)，結(jié)合核苷酸序列分析和表達(dá)分析確定 CTB4a 為候選基因，通過(guò)轉(zhuǎn)基因和突變體材料的耐冷性鑒定，zui終驗(yàn)證了 CTB4a 的耐冷功能。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，親本啟動(dòng)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(guò)介導(dǎo)冷脅迫下 ATP 含量調(diào)控水稻應(yīng)對(duì)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(yàn)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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