端午特輯 |“稻”亦有道——近期水稻研究重大進(jìn)展盤點(diǎn)
日期：2024-06-04 13:05:25
端午將至，粽子的清香悄然彌漫在大街小巷，引人垂涎的同時(shí)，也勾起了我們對(duì)這一傳統(tǒng)美食核心成分——糯米的好奇與思考。糯米又稱糯稻，是水稻大家庭中一員，它不僅承載著節(jié)日的溫情，更是一扇窗，透過它我們得以窺見水稻這一古老作物跨越千年的歷史長(zhǎng)河，以及其與現(xiàn)代科技交織融合的璀璨圖景。
水稻，作為人類最早馴化的作物之一，承載著厚重的歷史與文化價(jià)值，同時(shí)，它也是全球糧食安全的基石，支撐著世界上大部分人口的日常飲食。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)科技的飛速發(fā)展，水稻研究不斷取得突破性進(jìn)展，從分子層面的深入探索到高產(chǎn)、耐逆、優(yōu)質(zhì)新品種的培育，科學(xué)家們正以前所未有的創(chuàng)新力，回應(yīng)著氣候變化與人口增長(zhǎng)帶來(lái)的雙重挑戰(zhàn)。
值此端午佳節(jié)，粽香四溢之際，小編盤點(diǎn)了近期水稻科研領(lǐng)域的最新研究，揭示這些成果如何在提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、保障糧食安全、促進(jìn)生態(tài)可持續(xù)性等方面發(fā)揮著重要作用。
研究一：最新研究揭示水稻十萬(wàn)年連續(xù)演化史，實(shí)證中國(guó)是世界水稻起源地
由中國(guó)自然科學(xué)和人文科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合組成的研究團(tuán)隊(duì)，利用植硅體微體化石分析等方法對(duì)浙江上山文化區(qū)水稻起源進(jìn)行深入研究，最新揭示出水稻從野生到馴化連續(xù)跨越10萬(wàn)年的演化史。這不僅為理解人類社會(huì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)文明起源提供了新的證據(jù)，也進(jìn)一步實(shí)證中國(guó)是世界水稻的起源地，并確認(rèn)上山文化在世界農(nóng)業(yè)起源中的重要地位。這項(xiàng)重要研究成果以研究論文的形式發(fā)布于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）上。
研究剖面的位置和地層學(xué)
研究二：水稻免疫新路徑：OsCERK1通過泛素調(diào)控激活免疫
2024年5月15日，中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心王二濤、何祖華及張余共同通訊在Nature 在線發(fā)表題為“Release of a ubiquitin brake activates OsCERK1-triggered immunity in rice”的研究論文，該研究發(fā)現(xiàn)U-box泛素E3連接酶OsCIE1在水稻中起到抑制OsCERK1的分子制動(dòng)器作用。
OsCIE1與OsCERK1相互作用，負(fù)調(diào)控OsCERK1介導(dǎo)的免疫
研究三：水稻抗旱新基因挖掘和抗旱應(yīng)答方面取得新進(jìn)展
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、湖北省洪山實(shí)驗(yàn)室熊立仲課題組研究成果以“A double-stranded RNA binding protein enhances drought resistance via protein phase separation in rice”為題在Nature Communications發(fā)表。研究通過關(guān)聯(lián)分析在水稻中鑒定到了一個(gè)新的抗旱基因DRG9，并通過遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)等方法，解析了DRG9參與調(diào)控水稻抗旱性的分子機(jī)制，為水稻抗旱性遺傳改良提供了新的基因資源。
IDR中的α-螺旋對(duì)DRG9的相分離和功能至關(guān)重要
研究四：油菜素內(nèi)酯促進(jìn)水稻對(duì)除草劑降解機(jī)制研究獲進(jìn)展
廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所生物農(nóng)藥研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合江蘇省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)設(shè)施裝備研究所在Journal of Hazardous Materials上發(fā)表題為“The role of OsBZR4 as a brassinosteroid-signaling component in mediating atrazine and isoproturon degradation in rice”的研究論文。本研究描述了水稻中一個(gè)關(guān)鍵的油菜素內(nèi)酯信號(hào)成分OsBZR4的新功能。研究發(fā)現(xiàn)OsBZR4通過促進(jìn)水稻油菜素內(nèi)酯合成相關(guān)基因和降解相關(guān)基因的表達(dá)，在ATZ和IPU的解毒和代謝中起重要作用。研究結(jié)果為OsBZR4介導(dǎo)的水稻抗除草劑機(jī)制的闡釋提供了理論依據(jù)，對(duì)降低農(nóng)藥殘留的膳食攝入風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。
ATZ和IPU脅迫下OsBZR4在野生型水稻中的亞細(xì)胞定位和表達(dá)分析
研究五：挖掘新的水稻穗粒數(shù)和粒重調(diào)控因子MOG1
JIPB在線發(fā)表了河南農(nóng)業(yè)大學(xué)李俊周課題組與中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)張戰(zhàn)營(yíng)課題組題為“Natural variation in MORE GRAINS 1 regulates grain number and grain weight in rice”的研究論文，該研究挖掘了一個(gè)新的水稻穗粒數(shù)和粒重調(diào)控基因MOG1，揭示了其提高產(chǎn)量的作用機(jī)制。
MOG1的特性
研究六：揭示CRK基因家族在水稻不同逆境應(yīng)答中的重要作用
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在《Plant Biotechnology Journal》在線發(fā)表了題為“An expanded cysteine-rich receptor-like kinase gene cluster functionally differentiates in drought, cold, heat, and pathogen stress responses in rice”的論文。該研究不僅揭示了CRK基因家族在水稻不同逆境應(yīng)答中的重要作用，而且為未來(lái)作物遺傳改良提供了新的基因資源。
OsCRKs在水稻抗逆性中的全基因組鑒定和功能分析
研究七：揭示乙烯-赤霉素信號(hào)調(diào)控水稻直播性狀中胚軸伸長(zhǎng)及幼苗出土的分子機(jī)制
近期胡培松院士團(tuán)隊(duì)在JIPB上在線發(fā)表了題為“An orchestrated ethylene-gibberellin signaling cascade contributes to mesocotyl elongation and emergence of rice direct seeding”的論文，該研究揭示了調(diào)控水稻中胚軸伸長(zhǎng)、破土出苗的新機(jī)制，為選育適合直播的水稻新品種提供了很好的參考。
SLR1抑制OsPIL13對(duì)OsEXPA4的轉(zhuǎn)錄激活
研究八：揭示水稻雄性配子發(fā)生過程表觀基因組動(dòng)態(tài)重編程機(jī)制
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、湖北洪山實(shí)驗(yàn)室周道繡課題組在Genome biology上發(fā)表了題為“DNA methylation remodeling and functional implication during male gametogenesis in rice ”的研究論文。研究結(jié)果表明，水稻DNA甲基化在雄配子發(fā)生過程中存在動(dòng)態(tài)重編程現(xiàn)象，直接影響雄配子發(fā)育相關(guān)基因表達(dá)和生殖，并發(fā)現(xiàn)一組表觀調(diào)控因子在此過程中具有特異的功能。該研究為解析水稻生殖發(fā)育基因組重編程和植物表觀遺傳修飾的跨代遺傳機(jī)制具有重要意義。
cmt3a和cmt3b突變影響小孢子母細(xì)胞（Me）、小孢子（UM）和精細(xì)胞（S）中DNA甲基化水平
“稻”亦有道，在探索“稻”之奧秘的征途中，科學(xué)研究的每一次突破都是向著更高產(chǎn)、更優(yōu)質(zhì)、更強(qiáng)適應(yīng)力水稻品種邁進(jìn)的重要一步。在水稻及其他作物的遺傳改良、抗逆機(jī)制解析、基因功能驗(yàn)證等關(guān)鍵領(lǐng)域，精準(zhǔn)高效的科研工具與專業(yè)技術(shù)服務(wù)至關(guān)重要。
華美生物提供水稻研究相關(guān)的蛋白、抗體產(chǎn)品，期待與您同行在科研創(chuàng)新的廣闊道路上，共繪“稻”谷滿倉(cāng)的美好未來(lái)，共推農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步與發(fā)展！
● 水稻研究相關(guān)蛋白：
| 產(chǎn)品名稱 | 貨號(hào) | 來(lái)源 | 標(biāo)簽 |
|---|---|---|---|
| Recombinant Rice Helix-loop-helix DNA-binding domain containing protein, expressed (LOC_Os11g32100) | CSB-CF2220OGF | in vitro E.coli expression system | N-terminal 6xHis-SUMO-tagged |
| Recombinant Rice Os03g0263600 protein (Os03g0263600) | CSB-CF2229OFG | in vitro E.coli expression system | N-terminal 6xHis-tagged |
| Recombinant Oryza sativa subsp. japonica Mitogen-activated protein kinase 5 (MPK5) | CSB-EP607476OFG | E.coli | N-terminal 10xHis-tagged and C-terminal Myc-tagged |
| Recombinant Oryza sativa subsp. japonica TPR repeat-containing thioredoxin TDX (Os09g0401200) | CSB-EP732309OFGb1 | E.coli | N-terminal 10xHis-tagged and C-terminal Myc-tagged |
| Recombinant Oryza sativa subsp. japonica Ubiquitin-conjugating enzyme E2 5A (UBC5A) | CSB-EP848293OFG | E.coli | N-terminal 10xHis-tagged and C-terminal Myc-tagged |
| Recombinant Rice Amino acid permease (AAP6) | CSB-CF3147OCO | in vitro E.coli expression system | N-terminal 10xHis-tagged |
| Recombinant Oryza sativa subsp. japonica 13 kDa prolamin C (PROLM25) | CSB-EP323746OFG | E.coli | N-terminal 10xHis-tagged |
| Recombinant Oryza sativa subsp. indica 10 kDa prolamin (OsI_013205) | CSB-EP384883OFF | E.coli | N-terminal 10xHis-tagged and C-terminal Myc-tagged |
| Recombinant Oryza sativa subsp. japonica Ribulose bisphosphate carboxylase large chain (rbcL) | CSB-EP314344OFG | E.coli | N-terminal 10xHis-tagged and C-terminal Myc-tagged |
| Recombinant Oryza sativa subsp. japonica Glutelin type-B 4 (GLUB4), partial | CSB-EP320397OFG | E.coli | N-terminal 10xHis-tagged and C-terminal Myc-tagged |
● 植物專用內(nèi)參抗體：
產(chǎn)品名稱：Plant-actin Antibody
貨號(hào)：CSB-PA000352
反應(yīng)種屬：Arabidopsis, Nicotiana tabacum, Oryza sativa, Hordeum vulgare
推薦稀釋倍數(shù)：1:3000
Western blot analysis of Nicotiana tabacum leaf (1), Nicotiana tabacum root (2), Nicotiana seed (3), Oryza sativa flower (4), Oryza sativa seed (5), Oryza sativa leaf (6), Hordeum vulgare seed (7), Hordeum vulgare leaves (8), diluted at 1:3000.
● 其余水稻抗體產(chǎn)品：
| 產(chǎn)品名稱 | 貨號(hào) | 反應(yīng)種屬 | 應(yīng)用范圍 |
|---|---|---|---|
| CESA6 Antibody | CSB-PA751113XA01OFG | Oryza sativa subsp. japonica (Rice) | ELISA, WB |
| CCD7 Antibody | CSB-PA158189XA01OFG | Oryza sativa subsp. japonica (Rice) | ELISA, WB |
參考文獻(xiàn)：
[1] http://www.gdaas.cn/gdppri/zxyw/content/post_1244553.html
[2] https://m.thepaper.cn/baijiahao_27022456
[3] https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade4487
[4] https://baijiahao.baidu.com/s?id=1799896526581496286&wfr=spider&for=pc
[5] 10.1186/s13059-024-03222-w
[6] 10.1016/j.jhazmat.2024.134625
[7] https://www.shanghai.gov.cn/nw4411/20240516/f5fbdadc29824aee906ad7a931f524d0.html
[8] https://doi.org/10.1038/s41586-024-07418-9
[9] https://www.nature.com/articles/s41467-024-46754-2
[10] https://m.thepaper.cn/baijiahao_26939756
[11] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.13674
[12] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.13671
[13] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14381
