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近年来，随着全球气候变化的加剧，水稻的冷害问题日益严重，成为制约粮食生产的重大挑战之一。苗期是水稻易遭受低温冷害的生长发育时期之一，提高水稻苗期耐冷能力，对水稻稳产具有重要意义。然而，水稻耐寒性是多基因控制的复杂数量性状，目前已克隆且有功能鉴定的苗期耐冷基因十分有限。因此，挖掘新的水稻耐冷调控基因并解析其耐冷机理，将为水稻耐冷育种提供帮助。
植物响应低温逆境的基因可分为两类：一类是应答基因基因，其编码蛋白对低温逆境起直接的作用，如渗透调节因子合成酶基因等；另一类是调节基因，通过调控低温应答基因来发挥作用，如转录因子等。一个转录因子可以激发一系列的基因发生应答反应，从而有效的适应外界不良环境。转录因子往往是逆境应答的主效基因。C2H2锌指蛋白是植物转录因子最大的家族之一，C2H2锌广泛参与植物的生长发育、逆境响应等多种生理过程。
近日，湖南农业大学逆境生物学团队，在期刊《Plant and Cell Physiology》《植物与细胞生理学》上在线发表了题为《A C2H2 Zinc Finger Protein, OsZOS2-19, Modulates ABA Sensitivity and Cold Response in Rice》的研究论文。该研究从水稻87个C2H2家族成员中，鉴定鉴定了一个对低温和ABA响应最迅速的蛋白OsZOS2-19，通过调控活性氧（ROS）清除和渗透平衡，负向调节水稻对低温胁迫和脱落酸（ABA）的敏感性。这一发现为水稻抗寒分子育种提供了关键靶点。
研究表明，生理检测和RNA测序表明： OsZOS2-19在低温下通过抑制低温应答和ABA信号基因OsPGL12和OsWRKY71，导致细胞膜损伤严重，细胞中活性氧（ROS）积累以及溶解糖含量的显著下降，从而导致对低温敏感（图1）。该研究揭示了OsZOS2-19在水稻冷应激和ABA反应中的负调控作用，为未来通过基因编辑技术改善水稻抗寒性的研究提供了新的方向。
图1. OsZOS2-19增强水稻低温敏感性的机制
作者和基金项目
湖南农业大学硕士研究生学生张迪为该文第一作者。湖南农业大学农学院副教授刘次桃为通讯作者。湖南女子学院的段美娟研究员和湖南杂交水稻研究中心的袁定阳研究员也对本项工作给予了指导帮助。该研究得到国家自然科学基金项目(32272050，U21A20208)，国家耐盐碱水稻技术创新中心项目（2022PT1005），湖南省科技创新计划（2023NK1010，2024NK1010），长沙市科技项目（kq2402111）的资助。
原文链接
https://doi.org/10.1093/pcp/pcaf018
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