近日,甯夏大學(第二完成單位)與中國科學院遺傳與發育生物學研究所在國際學術期刊Science在線發表題爲 "A Gy protein regulates alkaline sensitivity in crops" 的研究論文。該研究以耐鹽堿作物高粱爲材料首次發現農作物耐堿基因 AT1 及其作用機制,大田實驗證明該基因可顯著提升高粱、水稻、谷子和玉米等耐鹽堿作物種質産量,在改良鹽堿地綜合利用中具有重大應用前景。
這是甯夏大學首次以第二完成單位在 Science 刊發研究成果,實現了科研工作的曆史性突破,是重大科技原創成果。
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https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade8416
本研究首次發現主效耐堿基因 AT1 通過調控水通道蛋白的磷酸化來調節在逆境情況下水通道蛋白的活性,并将逆境導緻産生的 ROS(活性氧物質)泵到細胞外降低過氧化應激,揭示了高等生物高抗鹽堿的分子機制。爲進一步檢驗 AT1 基因的改造對作物在耐鹽堿地上産量的影響,在甯夏平羅鹽堿地和吉林大安進行了大田實驗,發現基于耐鹽堿等位基因 AT1/GS3 改良的水稻、玉米、高粱和谷子均有效提高了約 20-30% 的産量和生物量,在作物耐堿育種方面具有巨大的應用前景,有望爲支撐我國糧食安全中鹽堿地綜合利用國家戰略發揮重要作用。
該論文第一作者張會麗是甯夏大學農學院作物栽培專業碩士研究生,草業科學專業博士研究生,博士畢業後,在中國科學院遺傳與發育生物學研究所做博士後,在博士期間工作基礎上發表了本論文。甯夏大學許興教授和麻冬梅教授爲論文合作作者,本論文也是許興教授研究團隊的重大突破。
甯夏大學鹽堿地改良利用科技創新團隊是自治區首批科技創新團隊,在國内該領域研究中處于領先水平,圍繞鹽堿地治理、草畜一體化發展、抗逆牧草新品種培育等方面,在科技部、甯夏科學技術廳大力支持下,取得一系列顯著成果,獲國家科技進步二等獎 2 項,環境保護科學技術獎一等獎 1 項,甯夏科技進步一等獎 3 項,二、三等獎 15 項,相關成果被列入國務院印發的《土壤污染防治行動計劃》。
該論文的合作單位包括中國科學院遺傳與發育生物學研究所、甯夏大學、中國農業大學、華中農業大學等十家單位。研究得到甯夏農業育種專項、國家重點研發計劃、國家自然科學基金的支持。