水稻是一種冷敏感作物，隨著全球氣候的變化，低溫成為影響水稻產量和品質的主要威脅因素之一。水稻冷害，包括延遲性冷害和孕穗期冷害，苗期是水稻延遲型冷害的關鍵時期，苗期水稻遭遇冷害，表現出葉片發黃、分蘗數減少、根系活性降低或死亡。挖掘水稻冷脅迫調控基因并解析其功能，對穩定國家經濟發展和保障糧食安全具有重要的理論和應用價值。

　　近日，中國科學院東北地理與農業生態研究所卜慶云研究團隊在水稻苗期冷脅迫調控基因鑒定及分子機制解析方面取得新的進展。研究團隊發現MAPK級聯信號成員OsMAPK6是苗期冷脅迫的一個新的正調控因子，OsMAPK6組成型激活形式的過表達轉基因植株(CAMAPK6-OE)苗期耐冷性顯著提高，表現為低溫脅迫下幼苗存活率升高、離子滲透率下降、苔盼藍染色程度降低、冷脅迫響應基因OsTPP1和OsCBFs的表達水平顯著升高;而osmapk6突變體(dsg1)與之完全相反。這說明OsMAPK6正向調控水稻苗期耐冷性。深入分析發現，OsMAPK6能夠結合并磷酸化低溫脅迫正調控基因OsICE1和OsIPA1.進而增強它們的蛋白穩定性。該項研究解析了OsMAPK6正向調控水稻苗期耐冷性的分子機制，豐富了水稻苗期冷脅迫信號調控網絡，為水稻分子育種提供理論參考和基因資源。

　　研究成果于2023年12月發表在中科院一區Top期刊《Theoretical and Applied Genetics》上，東北林業大學博士研究生劉佳麗和碩士研究生劉佳欣為論文共同第一作者，東北地理所卜慶云研究員和田曉杰副研究員為論文共同通訊作者。該研究得到黑龍江省自然科學基金項目(YQ2022CO38)、中國科學院青年創新促進會項目(2021229)和中國科學院東北地理與農業生態研究所青年科學家小組項目(2023QNXZ02)聯合資助。

OsMAPK6-OsICE1/OsIPA1信號級聯響應水稻低溫脅迫的模式圖

　　論文信息：Liu Jiali#, Liu Jiaxin#, He Mingliang, Zhang Chuanzhong, Liu Yingxiang, Li Xiufeng, Wang Zhenyu, Jin Xin, Sui Jingjing, Zhou Wenyan, Bu Qingyun*, Tian Xiaojie*. OsMAPK6 positively regulates rice cold tolerance at seedling stage via phosphorylating and stabilizing OsICE1 and OsIPA1. Theoretical and Applied Genetics, 2023. 137: 10.

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　　https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04506-8