水稻衰老调控机制研究取得重要进展

[本刊讯]植物的衰老受发育年龄和体内信号因子精确调节。脱落酸(ABA)是植物五大激素之一，参与众多的生物学过程，如促进种子休眠、提高耐逆性、调节气孔开关、促进叶片衰老等。在植物衰老时，体内ABA含量急剧升高，外源ABA也可诱导叶片衰老，因此, ABA被认为是一重要的衰老促进激素。然而，水稻中ABA合成和信号传导相关基因的突变体并未表现出延迟衰老的表型。因此，人们一直困惑ABA是如何参与调控植物的衰老进程。

中国科学院遗传发育所储成才研究组(http://chulab.genetics.ac.cn/)通过对一早衰突变体 ps1-D (prematurely senile1, “未老先衰”之意)的研究，发现了ABA介导植物衰老信号通路的重要成分OsNAP。OsNAP受ABA特异性诱导，通过直接调控叶绿素降解、营养再转运及其他衰老相关基因的表达调控叶片的衰老进程。这一发现首次阐明了ABA介导的水稻叶片衰老的分子机制。更为重要的是，通过降低OsNAP基因表达可显著延缓水稻叶片衰老，延长灌浆时间，从而提高水稻结实率和千粒重，最终使水稻产量得到显著提高。这一成果不仅在理论上加深了人们对ABA这一经典激素在介导植物衰老机制上的理解，也为水稻、特别是杂交稻乃至其他作物生产上存在的后期早衰问题的解决提供了可能。这项研究受到农业部转基因重大专项和中科院先导专项的资助，研究成果于 2014年 6月 20日在线发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上(DOI:10.1073/pnas.1321568111)。