Nat Communi | 突破！种康/徐云远课题组首次揭示水稻膜受体蛋白能感知冷，并发现粳稻耐寒性的主要基因

水稻（Oryza sativa L.，亚洲栽培稻）是低温敏感的粮食作物，主要包括籼稻和粳稻两个亚种。相对于籼稻，粳稻在驯化和改良过程中形成了优异的低温冷适应性。水稻的生殖生长期对低温最为敏感，该时期冷害直接影响稻谷产量和品质。随着对稻米需求的不断增加，我国粳稻的种植区域逐渐向高纬度、高海拔的寒冷地区拓展，生殖生长期冷害已成为制约高寒稻区水稻生产的主要限制因素。

水稻生长发育过程中的耐寒性是受多种遗传因素控制的定量性状。虽然已经绘制了许多赋予耐寒性的定量性状位点（QTL），并且已经对一些主要基因进行了遗传表征。但是，人们对粳稻和籼稻品种之间环境适应和地理分布差异背后的分子基础知之甚少。

2023年5月29日，Nature Communication杂志在线发表了中国科学院植物科学研究所徐云远和种康院士课题组合作题为“The COG1-OsSERL2 complex senses cold to trigger signaling network for chilling tolerance in japonica rice”的研究论文，该研究在水稻中克隆到水稻耐寒基因COG1，其是一种膜定位的LRR-RLP，以冷诱导的方式靶向并激活激酶OsSERL2，促进耐寒性。同时该研究揭示水稻中COG1-OsSERL2-OsMAPK3的冷感受信号通路，介导水稻低温防御的信号网络。这也是第一个报道的具有辅助受体（OsSERL1）的LRR-RLP（COG2）感知冷的耐受性。

该研究表明水稻中COG1对低温的耐受性，这是QTL中鉴定的用于正调节粳稻耐寒性的主要基因。该研究表明，功能性COG1等位基因起源于Chinese O. Rufipogon种群，并在粳稻驯化过程中被选中。COG1被确定为LRR-RLP并与OsSERL2形成复合物，调节后者的激活以感测膜中的冷信号。此外，COG1-OsSERL2复合物激活OsMAPK3以调节耐冷性。该研究发现不仅在揭示冷信号网络方面具有重要意义，而且在水稻育种性状的遗传改良潜力方面也具有重要意义。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38860-4

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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