中國農業科研團隊在水稻抗旱性研究領域取得重要突破。研究人員發現,水稻基因組中三個特定基因通過協同作用,能夠顯著增強植株的抗旱能力。這一發現為培育節水型水稻品種提供了新的分子育種靶點,相關成果已發表于國際權威學術期刊《分子植物》。
全球氣候變化導致干旱頻發,水資源短缺已成為制約水稻生產的關鍵因素。傳統育種方法雖能部分改善抗旱性,但受限于對基因調控機制的認知不足。此前研究雖已鑒定出多個相關基因,但基因間的相互作用網絡及具體作用路徑尚未完全闡明,特別是細胞壁成分與抗旱性的關聯機制仍存在研究空白。
科研團隊通過對408份水稻核心種質資源進行全基因組關聯分析,精準定位到OsMYB2、OsGH18和OsCAD3三個關鍵基因。實驗表明,在干旱脅迫條件下,OsMYB2基因作為核心調控因子,能夠正向激活另外兩個基因的表達。其中OsGH18基因通過修飾作用進一步釋放OsCAD3的活性,形成級聯調控效應,最終促進細胞壁中木質素的生物合成。
木質素作為細胞壁的重要成分,其含量增加可顯著提升葉片的機械強度和保水能力。研究證實,這三個基因構成的調控模塊通過協同作用,使水稻葉片厚度增加約15%,水分蒸發速率降低23%,在持續干旱條件下仍能保持較高的光合效率和產量穩定性。基因表達分析顯示,該調控網絡在植株全生育期均保持活性。
基于基因互作規律建立的遺傳預測模型,可準確評估水稻種質的抗旱等級。通過模擬干旱條件下的表型數據,該模型對株高變化和產量波動的預測準確率分別達到89%和82%。研究團隊已將相關基因資源應用于育種實踐,培育出的改良品系在干旱試驗田中表現出顯著的產量優勢,為應對未來水資源危機提供了可行的技術方案。











