华中农大水稻非生物逆境团队揭示CRK基因家族在水稻不同逆境应答中的重要作用

植物科学最前沿 · 公众号 · · 2024-05-25 17:35

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随着全球气候变化对农业生产的挑战日益增加，科学家们正在积极寻找能够增强作物抗逆性的关键基因。近日，华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室水稻非生物逆境团队在《Plant Biotechnology Journal》在线发表了题为“An expanded cysteine-rich receptor-like kinase gene cluster functionally differentiates in drought, cold, heat, and pathogen stress responses in rice”的通讯论文。该研究不仅揭示了CRK基因家族在水稻不同逆境应答中的重要作用，而且为未来作物遗传改良提供了新的基因资源。

类受体激酶（RLKs）是植物响应环境刺激的关键信号分子，其中富含半胱氨酸的类受体激酶（CRKs）是RLKs的一个重要亚家族。该研究团队对水稻CRK家族进行了系统分析，发现水稻CRK家族成员主要以基因簇的形式存在于第7号染色体上。该基因簇在禾本科作物（水稻、玉米、小麦以及大麦）中普遍存在，但在水稻中表现出显著的基因数量扩张。

利用CRISPR/Cas9技术，研究团队成功创建了大量oscrk突变体材料。通过对突变体材料进行多种逆境表型鉴定，揭示了OsCRK基因簇成员在水稻抗旱、耐低温、耐高温和抗白叶枯病调控中的不同功能。这些发现表明，水稻可能通过CRK基因簇的功能分化提高环境适应能力。该研究为理解水稻CRK家族的进化和功能提供了新的视角，并为提高水稻的抗逆性提供了宝贵的遗传资源。