中新網(wǎng)上海8月18日電 (韋柳 楊正行)中國科學院上海生科院植物生理生態(tài)研究所何祖華研究員領銜的研究團隊18日透露，在植物抗病抗高溫研究中取得重要進展。

　　該研究團隊首先從模式生物擬南芥中克隆了參與抗病抗高溫的數(shù)量性狀基因(QTL)，深入研究了其作用機理以及該基因在糧食及經(jīng)濟作物水稻和番茄中的作用。其與合作者的相關研究成果于17日在線發(fā)表在國際權威雜志Nature Biotechnology(《自然-生物技術》)上。

　　全球氣候變暖引起的持續(xù)高溫不僅惡化人類生存環(huán)境，還導致各種農(nóng)業(yè)自然災害如高溫、干旱以及病蟲害爆發(fā)等，對農(nóng)作物生產(chǎn)造成嚴重威脅。

　　因此發(fā)掘抗逆基因資源，進而培育抗逆農(nóng)作物新品種，具有重要戰(zhàn)略意義。“但由于植物抗逆是一個復雜性狀，而且抗逆性狀的增強往往伴隨植物生長不正常，因此之前很少有作物既抗逆又高產(chǎn)的育種成功例子?！焙巫嫒A說。

　　在經(jīng)過長期努力攻關后，何祖華團隊發(fā)現(xiàn)擬南芥的類受體激酶ERECTA是一個抗病原菌主效QTL位點，更重要的是這個QTL也調(diào)控植物對極端高溫(40℃)的脅迫耐性。

　　研究表明ERECTA基因表達水平的提高可以大大提高轉(zhuǎn)基因植物的抗熱性，而這種抗性與植物的氣孔發(fā)育和水分蒸騰作用無關，同時還發(fā)現(xiàn)ERECTA表達水平的提高增強了植物水分利用效率和抗旱性。

　　何祖華介紹說，研究證明ERECTA通過一種新的細胞保護機制，調(diào)控逆境下的細胞死亡?！癊RECTA蛋白表達水平提高后顯著增強了逆境下細胞膜的完整性，細胞不易死亡，從而提高了轉(zhuǎn)基因植物的抗性?！?/p>

　　夏季高溫導致水稻結(jié)實率下降、番茄枯死。研究團隊還發(fā)現(xiàn)該基因無論是在在單子葉糧食作物水稻還是雙子葉經(jīng)濟作物番茄中也都具有相同的抗高溫功能。

　　對ERECTA基因在水稻中的同源基因OsER1的研究中發(fā)現(xiàn)，缺失OsER1基因的水稻在高溫環(huán)境下結(jié)實率降低。并且，對于不同來源的番茄品種的同源基因SlER表達水平也存在明顯差異，表達水平高的品種在抗高溫的能力上較強，說明了ERECTA基因無論是在單子葉植物還是在雙子葉植物的進化上都具有很高的保守性。

　　經(jīng)過10余年的時間，從多點多季節(jié)的田間試驗中，研究表明轉(zhuǎn)基因水稻和番茄可以顯著提高在高溫下的結(jié)實率和成活率，尤其重要的是這些轉(zhuǎn)基因植株的細胞增多增大，導致器官與生物量的增大，表現(xiàn)出了產(chǎn)量上的優(yōu)勢。(完)