華南植物園“玉米OXS2基因家族、其編碼蛋白及應(yīng)用”獲發(fā)明專利

隨著工業(yè)發(fā)展，越來越多土壤和水源受到重金屬鎘（Cadmium,Cd）的污染。這種重金屬，不但威脅著人類食品的安全，也影響著人類糧食的產(chǎn)量。研究表明，當(dāng)植物遭遇鎘脅迫時，其光合效率、水分和營養(yǎng)吸收都會受到嚴(yán)重抑制，進而出現(xiàn)萎黃、難以生長等癥狀，甚至死亡?？梢姡芯恐参镏心玩k脅迫的基因及其功能，對增加作物產(chǎn)量具有重大意義。由于玉米是重要的糧食作物和飼料來源，也是我國種植面積最大的農(nóng)作物，因此，中國科學(xué)院華南植物園研究員區(qū)永祥、李勇青以及前博士生賀立龍在玉米中展開了相關(guān)研究。他們在玉米中克隆了與耐脅迫相關(guān)的OXS2 的兩個同源基因：ZmOXS2b 與ZmO2L1 并進行了功能研究。

結(jié)果表明，這些基因的表達都受到鎘脅迫的誘導(dǎo)，而且當(dāng)它們在擬南芥中高表達時，可以特異地增強擬南芥對鎘的耐受性，從而提高擬南芥在逆境下的生長能力（見圖1）。顯然，ZmOXS2b與ZmO2L1的應(yīng)用將能大大提高作物對重金屬脅迫的耐受性，在抗逆作物分子設(shè)計育種上有著巨大的價值。相關(guān)專利于2019 年7 月獲得了國家知識產(chǎn)權(quán)局的授權(quán)。

圖1 ：培養(yǎng)基上生長了11d的擬南芥幼苗的鮮重