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近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所作物耐逆性調(diào)控與改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)揭示了脫落酸與生長(zhǎng)素協(xié)同調(diào)控水稻根系響應(yīng)外界土壤硬度的分子機(jī)制，為培育適應(yīng)不同土壤硬度作物新品種提供了新的分子途徑和有價(jià)值的基因資源。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生理學(xué)》(Plant Physiology)上。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重型農(nóng)業(yè)機(jī)械和其他耕作措施等人為因素，以及土壤干旱等自然因素都會(huì)使土壤緊實(shí)度產(chǎn)生變化，當(dāng)土壤硬度增加時(shí)，會(huì)抑制植物根系的生長(zhǎng)，不利于對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收利用，從而影響植物的生長(zhǎng)和作物的產(chǎn)量。一直以來(lái)，土壤緊實(shí)度對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響也成為當(dāng)前關(guān)注的熱點(diǎn)之一。

該研究發(fā)現(xiàn)，緊實(shí)土壤抑制水稻根的生長(zhǎng)，與脫落酸的作用類(lèi)似。阻斷植物體內(nèi)的脫落酸合成增強(qiáng)了根穿透緊實(shí)土壤的能力。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，脫落酸通過(guò)OsbZIP46激活生長(zhǎng)素合成基因OsYUC8的表達(dá)，促進(jìn)生長(zhǎng)素在根中的積累，最終導(dǎo)致短而粗的根，降低了根的鉆地性。該研究闡明了脫落酸通過(guò)生長(zhǎng)素調(diào)控水稻根系響應(yīng)外界土壤硬度的分子機(jī)制，豐富了植物根系響應(yīng)土壤緊實(shí)度的分子途徑，為未來(lái)選育鉆地能力強(qiáng)的水稻新品種提供理論基礎(chǔ)和有價(jià)值的基因。

圖為土壤緊實(shí)度抑制根生長(zhǎng)的分子模型。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所供圖

關(guān)鍵詞： 土壤緊實(shí)度 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 生物技術(shù)研究所 分子模型 合成基因