我国学者揭示MoCo是导致植株穗发芽及植株纯合致死表型

　　众所周知，穗发芽是影响水稻、小麦等主要农作物产量和品质的重要因素之一。近年来，由于极端气候频繁出现，作物穗发芽现象呈现普遍递增的态势，即使在黑龙江寒带水稻生产区近年来穗发芽也出现上升势头。日前，中科院东北地理与农业生态研究所与东北农业大学等单位合作，在黑龙江省杰出青年基金及国家重点研发计划的资助下，在水稻中成功鉴定克隆了两个钼辅因子（MoCo）合成基因，并证明MoCo合成途径受阻可以导致植株穗发芽及植株纯合致死表型。

　　前期，方军博士在中科院遗传与发育生物学研究所储成才研究员指导下，通过大规模的筛选，获得一系列水稻穗发芽突变体，并克隆了其中的PHS1-PHS4和PHS8基因（Plant J, 2008、2018）。本研究中，研究人员利用图位克隆的方法，鉴定和证明了MoCo合成基因OsCNX1和OsCNX6的突变最终导致了穗发芽及纯合致死。进一步研究发现，OsCNX6编码MoCo合成蛋白2大亚基，而该基因的突变导致黄嘌呤脱氢酶（XDH）、醛氧化酶（AO）、硝酸还原酶（NR）及亚硫酸盐氧化酶（SO）等四种钼酶活性显著降低。通过分析基因表达模式，表明OsCNX6在水稻的叶片、茎秆、胚乳等部位均有表达。过量表达该基因后发现，转基因水稻没有出现不良的农艺性状，而苗期植株对渗透和盐胁迫的抗性有了显著提高。这一研究不仅证明了OsCNX6对水稻生长发育的重要作用，同时也为水稻抗逆育种提供了新的研究思路和视角，具有重要的理论和应用价值。

　　该研究成果于2018年11月24日在线发表在New Phytologist杂志上（https://doi.org/10.1111/nph.15607）。东北农业大学农学院刘鑫讲师与中科院东北地理与农业生态研究所博士后王晶为该论文共同第一作者。中科院东北地理与农业生态研究所研究员方军为论文通讯作者。