中国农业科学院作物科学研究所水稻分子设计技术与应用创新团队近日发现，水稻基因组中的三个耐旱基因可以协同作用，共同调控细胞壁结构，使叶片更厚实，从而提高全生育期的耐旱性。这项研究成果发表在学术期刊《分子植物》上。
近年来，水资源短缺和干旱频发对水稻生产构成严重威胁，因此提高水稻的耐旱性变得至关重要。尽管已有多个相关基因被发现并克隆，但科学家们对这些基因之间的相互作用及协同效应仍理解不足，可用于育种实践的基因资源仍然有限。此外，水稻细胞壁中的木质素已被证明与干旱耐受性密切相关，但其基因调控网络和具体机制尚未完全阐明。
研究团队利用408份水稻核心种质进行全基因组关联分析，定位到OsMYB2、OsGH18和OsCAD3这三个耐旱相关基因。研究表明，在干旱条件下，OsMYB2基因可正向调控另外两个基因，而OsGH18基因还能进一步激活OsCAD3基因，促进水稻内木质素的合成与细胞壁增厚，减少叶片水分蒸发，增强保水与耐旱能力。进一步研究还发现，这三个基因能够形成功能模块，协同调控水稻内木质素的积累。
基于该基因互作规律构建出的遗传模型，可以高效预测水稻群体的抗旱等级、干旱相对株高和产量性状，并为水稻抗旱育种提供优异的供体。这一研究成果为开展水稻抗旱种质定向设计育种提供了重要靶点和新思路。
