水稻生产是保障国家粮食安全的重要基石。我国盐碱地面积广阔，土壤盐渍化已成为制约水稻种植区域拓展和产量提升的重要因素。栽培稻普遍对盐胁迫较为敏感，相比之下，部分未经过人工选择的野生稻具有更强的环境适应能力，是潜在的耐盐基因资源库。因此，系统挖掘野生稻优异耐盐基因资源并解析其分子机制，是培育耐盐水稻新品种的关键突破口。
近日，Journal of Genetics and Genomics在线发表崖州湾国家实验室李家洋研究员团队题为“
Transcriptomic profiling uncovers salt-tolerance genes in wild allotetraploid rice”的研究论文。该研究基于转录组测序系统比较了异源四倍体CCDD野生稻L11与栽培稻Pokkali的耐盐性差异成功挖掘并对L11中的两个关键耐盐基因OalD01g167130和OalD10g104290进行验证为栽培稻耐盐育种提供新的基因资源和研究思路
该研究首先通过耐盐性筛选，从野生稻中鉴定出强耐盐性种质材料L11。生理实验表明，与经典耐盐栽培稻品种Pokkali相比，L11表现出更强的活性氧清除能力、更高水平的渗透调节物质积累以及更稳定的离子稳态。转录组测序分析进一步揭示，L11具有更广泛的转录响应，其差异表达基因可分为栽培稻同源基因和野生稻特异基因两类。时间序列表达谱分析显示，L11中大量同源基因存在独特的时序表达模式，并构成在栽培稻中无法有效激活的协同代谢网络。同时，该研究发现栽培稻同源基因OalD01g167130和野生稻特异基因OalD10g104290在栽培稻品种ZH11中过表达后，能够显著提高植株耐盐性。
野生稻基因提升栽培稻耐盐性
A：L11与Pokkali的耐盐表型；B–G：盐胁迫处理后，L11与Pokkali地上部过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性、脯氨酸、可溶性糖含量和钠钾比值差异；H–J：盐胁迫条件下L11与Pokkali不同时间点差异基因数量和时序表达谱分析；K和L：L11耐盐候选基因OalD01g167130和OalD10g104290筛选与相对表达水平；M和N：ZH11、OalD01g167130-OE及OalD10g104290-OE的耐盐表型及存活率；O–R：盐胁迫处理后，ZH11、OalD01g167130-OE及OalD10g104290-OE幼苗根部钠钾比值、地上部丙二醛含量、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性差异。
综上所述，该研究不仅丰富了对植物盐胁迫适应机制的认知，也为拓宽栽培稻基因库、培育耐盐水稻新品种提供了重要理论依据和遗传资源。
作者简介
海南大学/崖州湾国家实验室李文佳博士为该论文第一作者。崖州湾国家实验室李文静青年科学家为该论文通讯作者。相关工作获得海南省优秀人才团队和崖州湾国家实验室2023年度基础研究项目的资助。
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