遗传发育所姚善国和储成才课题组揭示籼稻耐高温新机制学术资讯

来源：植物生物学

tRNA是细胞中参与蛋白合成的重要分子之一，tRNA上的核苷酸存在着广泛的修饰，这些修饰对于tRNA在细胞内发挥功能起着重要的作用。已有的研究表明，tRNA的硫醇化修饰（mcm5s2U34）参与到了酵母和人类正常的生长发育和新陈代谢之中，同时在酵母中的研究发现该修饰对应对环境热胁迫起着重要的调控作用，但是这种修饰在植物中的报道还很少见。

水稻作为一种重要的粮食作物，其产量和品质都受到高温胁迫的严重影响，特别是抽穗期高温会导致花药绒毡层过早退化，花粉管伸长受阻，花粉母细胞失活，花粉活力下降等，最终导致小穗育性下降。而灌浆期高温会导致水稻品质下降，粘稠度和淀粉结构发生变化。

目前在水稻中已经克隆到了一些适应不同环境温度的基因，包括从亚洲稻（O. glaberrimaSteud.）中克隆的TT1基因。亚洲栽培稻分为籼稻和粳稻，籼稻主要分布在温带和亚热带地区，而粳稻主要分布在温度更低一些的区域，已经克隆和报道的COLDjap和bZIP73jap能够部分的解释为什么粳稻能够适应更低的温度。而籼稻是如何更好的适应高温环境的，其分子机制目前还很少有报道。

中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室姚善国课题组与储成才课题组合作发现，tRNA硫醇化途径关键基因SLG1（Slender Guy 1）在水稻耐高温胁迫中发挥了重要的作用。通过图位克隆的方法，作者将该基因定位到了12号染色体长臂的C4至C6之间，发现该基因编码一个细胞质tRNA硫醇化蛋白RCTU2，并在高温条件下发挥正向功能，协助植物抵抗高温胁迫，并且这种耐高温的表型与植株硫醇化的tRNA水平成正相关。SLG1所编码的RCTU2能够与RCTU1形成复合体，共同调控植株体内tRNA硫醇化水平和耐高温的能力。作者通过对4219个栽培稻品种进行序列分析发现，SLG1在不同的品种中呈现高度分化的现象，籼稻和粳稻分属不同的单倍型。该研究结果发表在10月28日Nature Communications期刊上，标题为Natural variations of SLG1 confer high-temperature tolerance in indica rice。这项研究工作不仅证明了tRNA的硫醇化修饰在水稻的耐高温胁迫中发挥了重要的作用，同时也为水稻的品种培育提供了全新的分子理论基础。

姚善国研究组已毕业博士生徐玉芳和张丽为该论文共同第一作者，姚善国研究员和储成才研究员为共同通讯作者，该研究得到中科院A类先导专项、国家重点研发计划项目、植物基因组学国家重点实验室支持项目的资助。

来源：PlantBiotech 植物生物学

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