台湾专家发现水稻抗淹水机制 助稻农挺过水患

台湾中央研究院团队找到水稻侦测、启动对抗淹水逆境的机制。(图片来源:台湾中时电子报) 据台湾《旺报》报道,水稻长在半水半土的水田环境,然而,如果秧苗被灭顶太久,仍会...


  台湾“中央研究院”团队找到水稻侦测、启动对抗淹水逆境的机制。(图片来源:台湾“中时电子报”)

  据台湾《旺报》报道,水稻长在半水半土的水田环境,然而,如果秧苗被“灭顶”太久,仍会因缺氧而死,台湾“中央研究院”农业生物科技研究中心特聘研究员施明哲研究团队,找到水稻侦测、启动对抗淹水的机制,已于今年2月初刊载于《美国国家科学院院刊》(PNAS)。

  据报道,台湾“中央研究院”农业生物科技研究中心特聘研究员施明哲,与“中研院”生物化学研究所助理研究员何孟樵合作,结合植物生理学及生物物理学,发现其中的关键蛋白质SUB1A-1如何不被氧化分解,进而保护水稻不因淹水而死,这项研究成果有助于掌握水稻抗淹水机制。

  为了对抗淹水逆境,部分稻米品种仰赖名为SUB1A-1的蛋白质“求生”,带有这种蛋白质的水稻,就算遭遇淹水,仍可以“幸免于难”。即便淹水的时间长达两个星期,只要大水退去,秧苗依然能继续生长。

  何孟樵表示,当水稻遭遇淹水时,其细胞内的SUB1A-1其实只是一系列“抗淹水机制”的开始。因为SUB1A-1会启动另外两个重要的蛋白质:ERF66与ERF67。通过这两个基因作用,还会再进一步启动更多相关基因,进入抗淹水的“紧急状态”,帮助水稻度过水患。

  研究团队证实,在ERF66与ERF67两个转录的蛋白质序列中,有一段特殊的“降解决定区域(N-degron)”,就像内建一台淹水警报器,可以侦测水稻是否已遭遇淹水,并决定是否启动对抗淹水的应变机制。SUB1A-1蛋白质,是借由其自身特殊的3D立体结构,将其降解决定区域遮蔽起来,使其不会被氧化、分解。除了在淹水时启动稻米的保护机制,而在非淹水的时候,SUB1A-1也同样利用这个特殊的结构,让自己持续运作,帮助稻米对抗干旱、活性自由基、缺光等其他的环境逆境。

  过去研究虽已发现SUB1A-1可有效帮助水稻抗淹水,但对其机制却不了解。对此,研究团队发现,SUB1A-1独特的抗淹水方式,有助于了解水稻如何应对淹水而存活,甚至,可以用来找寻其他经济作物是否有同样的抗淹水机制,并对其生长、抗逆境有更精准的掌控。

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