土壤盐渍化是农业生产可持续发展的主要制约因素之一。盐胁迫抑制作物生长发育，导致其存活率、生物量和产量显著降低。水稻在萌发期对盐胁迫较为敏感，盐胁迫能够抑制种子萌发、降低幼苗存活率，严重影响水稻生产。因此，鉴定水稻萌发期耐盐基因并解析其响应盐胁迫的分子机理，为培育耐盐水稻品种提供基因资源，具有重要理论和生产意义。
近日，中国农业大学孙传清教授团队在Journal of Genetics and Genomics在线发表题为“Polyamine oxidase 3 is involved in salt tolerance at the germination stage in rice”的研究论文，发现了多胺氧化酶OsPAO3调控水稻萌发期耐盐性。该研究为揭示水稻萌发期耐盐分子机理提供了新线索，同时为耐盐水稻品种培育提供了新基因资源。
该研究以遗传背景是籼稻品种特青的云南元江普通野生稻渗入系为研究材料，通过萌发期耐盐性鉴定，筛选出1个盐敏感渗入系YIL3。利用该渗入系与受体亲本特青回交构建的分离群体，采用图位克隆技术克隆了水稻萌发期耐盐基因OsPAO3，该基因编码多胺氧化酶，在水稻多个组织表达且盐胁迫处理时上调表达。过量表达OsPAO3基因可提高种子胚芽鞘中多胺含量，增强ROS清除酶活性，消除过度积累的H2O2。同时，过量表达OsPAO3还可降低种子胚芽鞘中Na+含量，通过维持离子平衡，削弱Na+积累导致的细胞损伤，进而提高水稻种子萌发期耐盐性。
OsPAO3的转基因验证。A： OsPAO3过表达转基因株系的OsPAO3表达量升高；B：125 mM NaCl 处理5天后OsPAO3过表达转基因种子表型；C：OsPAO3过表达转基因种子萌发率；D：OsPAO3-RNAi转基因株系的OsPAO3表达量降低；E：125 mM NaCl 处理5天后OsPAO3-RNAi转基因种子表型；F：OsPAO3-RNAi转基因种子萌发率；YIL3和Teqing：对照； **：P < 0.01。
中国农业大学植物生理学与生物化学国家重点实验室/农学院博士研究生刘光宇和在读博士研究生姜晚霞为该论文共同第一作者，孙传清教授和刘凤霞副教授为共同通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金和植物生理学与生物化学国家重点实验室等资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jgg.2022.01.007
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