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STRK1基因促進鹽鹼土中的水稻生長和產量

2018/04/20 @國際

示意圖

STRK1基因促進鹽鹼土中的水稻生長和產量

  土壤鹽鹼化(soil salinization)常發生過度灌溉及排水不良之地區,因土壤中的鹽分隨著水分由毛細作用帶到土壤表層並堆積,造成土表鹽分過高,進而影響植物生理反應及產量。近年來隨著世界各國重視糧食安全議題,土壤鹽鹼化問題也逐漸浮上檯面,目前全球約有20%灌溉地區的鹽分過高。

  水稻(Oryza sativa)是世界上主要糧食作物之一,對土壤鹽分較為敏感,若種植於高鹽度土壤中會導致產量嚴重下降。為了供應穩定糧食給快速增長的人口,開發水稻耐旱與耐鹽的相關特性顯得非常重要。而中國長沙湖南大學確認水稻中的STRK1(salt tolerance receptor-like cytoplasmic kinase 1)基因表現與改善水稻在高鹽度土壤中的產量相關。【延伸閱讀】最新研究發現數個可提升高粱產量的關鍵基因

  在高鹽度環境下,STRK1基因表現量較高的水稻生長狀況較對照組佳,且產量也較高,顯示STRK1可能與水稻的耐鹽特性息息相關。一般的高鹽環境會刺激細胞產生大量的過氧化氫(H2O2),影響植物正常的生理活性,使得葉片縮小、黃化、捲曲、植株矮化甚至於萎凋等情形,使得產量受到影響。而STRK1基因轉譯所產生的蛋白質會經由磷酸化作用活化細胞膜上的CatC(Catalase)蛋白質,促使其將過氧化氫分解,減少過氧化氫累積對細胞的毒害。相關發現可做為未來水稻育種時挑選的標靶基因之一,且幫助鹽分較高的土地維持一定的糧食產量。

  相關研究發表於<The Plant Cell>

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