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水稻所在水稻葉片代謝組學(xué)研究方面取得系列進(jìn)展
近日，水稻所遺傳資源研究團(tuán)隊(duì)在控制差異代謝物合成的功能基因挖掘方面取得系列進(jìn)展，為高花青素含量、非生物脅迫抗性水稻新品種的培育提供了新的基因資源。相關(guān)研究成果以第一單位陸續(xù)發(fā)表在植物科學(xué)專業(yè)期刊BMC Plant Biology，The Crop Journal和Rice上。
挖掘到調(diào)控花青素代謝和水稻近基部葉鞘色的轉(zhuǎn)錄因子OsC1
通過對160份普通野生稻和151份亞洲栽培稻的葉鞘色pGWAS分析、葉片代謝組mGWAS分析，鑒定到調(diào)控花青素合成和水稻近基部葉鞘色的功能基因OsC1（圖1），并發(fā)現(xiàn)其三個(gè)新的等位基因型。相關(guān)研究結(jié)果以“Transcription factor encoding gene OsC1regulates leaf sheath color through anthocyanidin metabolism in Oryza rufipogonand Oryza sativa”為題發(fā)表在植物科學(xué)專業(yè)期刊BMC Plant Biology上（中科院大類二區(qū)，IF=5.3）。水稻所遺傳資源研究團(tuán)隊(duì)江立群博士為論文第一作者，呂樹偉博士和于航博士為共同第一作者，李晨研究員為通訊作者。
圖1 OsC1調(diào)控水稻葉鞘顏色的功能驗(yàn)證
揭示糖基轉(zhuǎn)移酶OsUGT706D2調(diào)控水稻耐冷和耐淹性
通過對251份水稻核心種質(zhì)（包含161份普通野生稻和91份地方品種）進(jìn)行廣泛靶向代謝組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)黃酮代謝物苜蓿素-4'-O-丁香醇醚-7-O-葡萄糖苷（sd1571）含量在野生稻和地方品種中存在顯著差異。進(jìn)一步研究確定sd1571的候選基因?yàn)?em>OsUGT706D2（圖2），OsUGT706D2通過調(diào)節(jié)脫落酸（ABA）途徑正向調(diào)控水稻耐冷和耐淹性，且對水稻產(chǎn)量無影響。相關(guān)研究結(jié)果以“The UDP-glycosyltransferase OsUGT706D2 positively regulates cold and submergence stress tolerance in rice”為題發(fā)表在The Crop Journal（中科院大類一區(qū)，IF=6.6）。水稻所遺傳資源研究團(tuán)隊(duì)劉清副研究員為論文第一作者，李晨研究員和我院基因中心晏石娟研究員為通訊作者。
圖2 全基因關(guān)聯(lián)分析明確OsUGT706D2是調(diào)控sd1571生物合成的候選基因
揭示糖基轉(zhuǎn)移酶OsLSC6調(diào)控水稻葉鞘色和耐冷性
通過對160份野生稻以及151份栽培稻進(jìn)行代謝物關(guān)聯(lián)分析，在水稻第6染色體檢測到一個(gè)與葉鞘色（紫色）顯著相關(guān)的QTL qLSC6，并確定功能基因?yàn)?em>OsLSC6。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，OsLSC6基因同時(shí)提高了水稻對冷脅迫的耐受性（圖3）。相關(guān)結(jié)果以“OsLSC6Regulates Leaf Sheath Color and Cold Tolerance in Rice Revealed by Metabolite Genome Wide Association Study”為題發(fā)表在Rice（中科院大類一區(qū)，IF=5.5）。水稻所遺傳資源研究團(tuán)隊(duì)呂樹偉博士為第一作者，唐璇博士和江立群博士為共同第一作者，李晨研究員為通訊作者。
圖3 OsLSC6調(diào)控水稻苗期耐冷性
原文鏈接：
1.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38418937/
