基因促进了水稻土壤中的水稻生长和产量

土壤盐分对粮食安全构成重大威胁，大大降低了农作物的产量。预计全球气温上升将加速土壤中盐的积累，从而增加农业生产的负担。在植物细胞发表的一项新研究中，一组研究人员发现了一种基因，该基因可以限制暴露于盐胁迫下的水稻植株的产量损失并破坏其潜在机制。

世界上大约20%的灌溉土地被认为含有高浓度的盐，随着气候变暖，土壤继续变得更加咸。土壤盐分对农业生产造成严重影响;盐胁迫降低了大多数植物的生长和产量，导致每年数十亿美元的作物产量损失。水稻 - 世界一半以上人口的主食 - 对咸土特别敏感，即使含盐量也适中，导致产量大幅下降。因此迫切需要开发能够抵抗咸味条件的水稻品系。

由中国长沙湖南大学的林建中和刘玄明领导的科学家团队最近发现了一种有助于水稻耐盐胁迫的基因。该基因命名为STRK1(耐盐受体样细胞质激酶1)，在盐胁迫条件下被激活。研究人员生成了两套转基因植物，其中STRK1以高水平表达，而另一个表达大大减少。在常规生长条件下，两组转基因植物均表现正常。然而，当用盐攻击时，具有升高的STRK1表达的转基因植物比非转基因对照植物更绿和更大，并且具有降低的STRK1表达水平的转基因植物比对照更小且更棕色。

接下来，该团队研究了STRK1对产量的影响。“值得注意的是，水稻中STRK1的过量表达不仅促进了生长，而且显着限制了盐胁迫条件下的谷物产量损失，”林建中说。

然后，研究小组将注意力转向破译STRK1增强植物对盐的耐受性的机制。盐胁迫会在植物细胞中引发潜在有害的活性氧物质，如过氧化氢。该小组发现STRK1(由STRK1编码的蛋白质)与一种名为CatC的蛋白质相互作用并激活，该蛋白质属于将过氧化氢分解为水和氧的蛋白质家族。因此，STRK1通过控制过氧化氢的水平来增加植物对盐胁迫的耐受性，从而最小化由积累活性氧物质引起的损害。

这些令人兴奋的发现使研究界更加接近在盐渍土壤中繁殖的水稻植物。“农业生产力日益受到灌溉农田盐碱化......我们的工作表明，STRK1对作物产量的保护有希望的候选基因威胁的植物暴露在盐胁迫表示，”玄明柳。

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