浙江大学发现提高TOR信号可以减轻水稻生长与压力平衡

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资源所属：

农业生物技术专题

类型：

前沿资讯

语种：

中文

原文发布日期：

2023-12-07

摘要：

水稻生产约占农业淡水资源的一半，导致被淹没的稻田产生甲烷（CH4）等温室气体排放。为了应对这一挑战，环境友好和具有成本效益的节水技术已被广泛用于水稻种植。然而，在水稻中实施节水处理（WST）会导致高达50%的产量损失以及氮利用效率的降低。在这项研究中，我们发现雷帕霉素（TOR）信号通路的靶标在节水技术条件下在水稻中受到损害。通过多组分分析结合转录组测序（polysome-seq）分析，我们观察到与TOR活性下调相关的节水技术反应的整体翻译显著减少。分子、生化和遗传学分析揭示了TOR-S6K-RPS6模块正向和TOR-MAF1模块负向调控对节水技术下翻译抑制。有趣的是，铵在节水技术下表现出更大的能力，通过增强TOR信号来缓解生长限制，同时促进铵的吸收和利用以及氮的分配。我们进一步证明TOR调节铵转运蛋白AMT1；1，以及通过5’非翻译区（5’UTR）在翻译水平上的氨基酸渗透酶APP1和二肽转运蛋白NPF7.3。总之，这些发现表明，增强TOR信号传导可以通过调节蛋白质合成和NUE过程来减轻节水技术对水稻产量的影响。我们的研究将有助于培育提高水肥利用效率的水稻新品种。