我國學者揭示MoCo是導致植株穗發芽及植株純合致死表型

　　眾所周知，穗發芽是影響水稻、小麥等主要農作物產量和品質的重要因素之一。近年來，由于極端氣候頻繁出現，作物穗發芽現象呈現普遍遞增的態勢，即使在黑龍江寒帶水稻生產區近年來穗發芽也出現上升勢頭。日前，中科院東北地理與農業生態研究所與東北農業大學等單位合作，在黑龍江省杰出青年基金及國家重點研發計劃的資助下，在水稻中成功鑒定克隆了兩個鉬輔因子（MoCo）合成基因，并證明MoCo合成途徑受阻可以導致植株穗發芽及植株純合致死表型。

　　前期，方軍博士在中科院遺傳與發育生物學研究所儲成才研究員指導下，通過大規模的篩選，獲得一系列水稻穗發芽突變體，并克隆了其中的PHS1-PHS4和PHS8基因（Plant J, 2008、2018）。本研究中，研究人員利用圖位克隆的方法，鑒定和證明了MoCo合成基因OsCNX1和OsCNX6的突變最終導致了穗發芽及純合致死。進一步研究發現，OsCNX6編碼MoCo合成蛋白2大亞基，而該基因的突變導致黃嘌呤脫氫酶（XDH）、醛氧化酶（AO）、硝酸還原酶（NR）及亞硫酸鹽氧化酶（SO）等四種鉬酶活性顯著降低。通過分析基因表達模式，表明OsCNX6在水稻的葉片、莖稈、胚乳等部位均有表達。過量表達該基因后發現，轉基因水稻沒有出現不良的農藝性狀，而苗期植株對滲透和鹽脅迫的抗性有了顯著提高。這一研究不僅證明了OsCNX6對水稻生長發育的重要作用，同時也為水稻抗逆育種提供了新的研究思路和視角，具有重要的理論和應用價值。

　　該研究成果于2018年11月24日在線發表在New Phytologist雜志上（https://doi.org/10.1111/nph.15607）。東北農業大學農學院劉鑫講師與中科院東北地理與農業生態研究所博士后王晶為該論文共同第一作者。中科院東北地理與農業生態研究所研究員方軍為論文通訊作者。