水稻耐低温逆境研究：分子生理机制及育种展望

刘次桃,王威,毛毕刚,储成才

Cold stress tolerance in rice: physiological changes, molecular mechanism, and future prospects

Liu Citao,Wang Wei,Mao Bigang,Chu Chengcai

图2 水稻耐低温胁迫的信号传导途径 水稻应答低温逆境信号分为ABA依赖途径和不依赖ABA途径。低温下水稻内源的ABA升高,与ABA受体PYR/PYL/RCAR和2C类蛋白磷酸酶(PP2C)相结合,SNF1相关蛋白激酶2(SnRK2)磷酸化下游转录因子如AREB/ABF等,进一步激活下游ABA响应低温应答基因表达,从而提高水稻对低温的耐受性[104];然而在常温下,由于PP2C与SnRK2相结合,SnRK2就丧失了磷酸激酶活性,下游底物也就不能被磷酸化,也就没有低温应答反应[104]。OsbHLH002/OsICE1受丝裂原活化蛋白激酶OsMAPK3磷酸化,磷酸化的OsbHLH002/OsICE1激活下游海藻糖磷酸酶基因OsTPP1的表达,水稻中海藻糖含量升高,进而提高水稻对低温的耐受性[110]。转录因子OsDREB1F可能被上游OsbHLH002/OsICE1激活,再激活下游含DRE/CRT低温响应基因 (COR)的表达,参与不依赖ABA的耐低温调控途径;也可能直接参与不依赖ABA的耐低温调控途径;还可能激活下游含AREB/ABF这类转录因子,参与ABA依赖的耐低温信号传导途径[93]。

Fig. 2 Rice cold signal transduction pathway