3月24日，我院孙生远博士与中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国农业大学和华中农业大学等8家科研单位科研团队协同攻关，以共同第一作者身份在国际著名期刊《Science》发表了题为“A Gγ protein regulates alkaline sensitivity in crops”的研究论文，发现一个重要的耐盐碱调控基因AT1/GS3，为改良盐碱地综合利用，保障粮食安全做出重大贡献。
根据世界粮农组织数据，全世界约有6.18亿公顷的土地被盐渍化。土壤盐渍化不仅造成作物严重减产，而且破坏人类赖以生存的生态环境。目前全球对植物耐盐方面的研究取得了很多进展，但对于植物耐碱机制的研究较少。
研究团队利用较为耐碱的高粱种质群体材料，通过全基因组关联分析，鉴定并克隆了高粱中耐碱基因AT1，该基因与水稻的粒形调控基因GS3同源，进而在水稻、谷子以及玉米中验证了该基因功能保守性。当该基因失活以后，增强植物的耐碱性。植物细胞受到盐碱胁迫以后，发生氧化应激反应，过氧化氢积累过量，对细胞产生毒害作用，导致细胞死亡，使植物无法完成正常的生命周期。该研究发现，当AT1/GS3基因存在时，抑制水通道蛋白PIP2s的磷酸化，使其不能将过量的过氧化氢泵出细胞外，对细胞产生毒害作用；当AT1/GS3基因突变失活以后，PPIP2s被磷酸化后发挥正常功能，泵出过氧化氢，缓解毒害。研究团队利用基因编辑技术以及自然界存在的优异等位变异对高粱、水稻、玉米和谷子进行改良，有效提高了20-30%的产量以及生物量，在改良盐碱地综合利用中具有重大应用前景。
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade8416
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