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科技创新进展:揭示水稻叶片衰老新机制 
作者:改良中心
来源:中国水稻研究所
发布时间:2018-06-20

近日,我所分子育种课题组在Plant Journal在线发表了题为“Premature leaf senescence 3, encoding a methyltransferase, is required for melatonin biosynthesis in rice”的研究论文,揭示了水稻叶片衰老的新机制。

水稻叶片作为重要的源器官,为植株生长和发育提供所必需的养分。叶片早衰已成为限制水稻生长的一个重要因素。该研究鉴定到一个早衰突变体pls3,该突变体具有叶片早衰以及抽穗期提前的表型。进一步发现pls3突变体活性氧大量积累、叶绿素显著降低而H2O2和MDA含量显著升高。pls3突变体对外源H2O2敏感性提高,同时衰老相关基因如Osh36和RCCR1显著上调表达。图位克隆发现pls3突变体由于该甲基转移酶OsMTS1发生序列缺失,该基因编码褪黑色素合成途径的关键酶;功能互补pls3突变体完全恢复至野生型。叶片褪黑色色含量测定发现pls3突变体中含量显著降低,功能互补和过量表达均显著提高并延缓衰老。证明该基因通过合成褪黑色素维持氧化还原平衡来调控叶片早衰。

该研究得到中国农业科学院创新工程、国家转基因重大专项、国家自然科学基金和中国博士后科学基金项目资助。洪永波博士、张迎信副研究员和Sittipun Sinumporn为文章的并列第一作者,曹立勇研究员和程式华研究员为共同通讯作者。

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.13995

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