水稻耐不耐旱，和葉子的厚實程度相關，這是由什么因素決定的？日前，中國農業科學院作物科學研究所水稻分子設計技術與應用創新團隊發現，水稻基因組中的三個耐旱基因可以“團隊作戰”，共同調控強化其細胞壁結構，讓葉片更厚實，由此提高全生育期耐旱性。相關研究成果近日發表在學術期刊《分子植物》上。
該研究團隊介紹，近年來，水資源短缺和干旱頻發嚴重威脅水稻生產，因此，提高水稻的耐旱性至關重要。既有研究表明，水稻耐旱性受多個基因調控，盡管已有多個相關基因被發現、克隆，但科學家對這些基因之間的相互作用、協同效應理解還不充分，可直接應用于育種實踐的基因資源仍然有限。此外，水稻細胞壁中的木質素已被證明與干旱耐受性緊密相關，但其基因調控網絡和作用機制仍未被闡釋清楚。
研究團隊利用408份水稻核心種質，通過全基因組關聯分析，定位到OsMYB2、OsGH18和OsCAD3三個耐旱相關基因。研究表明，在外界干旱因素的“脅迫”下，基因OsMYB2可正向調控另外兩個基因，而基因OsGH18還可以進一步釋放第三個基因OsCAD3的活性，促進水稻內木質素的合成與細胞壁增厚，進而減少葉片水分蒸發，增強其保水與耐旱能力。進一步研究還發現，三個基因能夠形成功能模塊，協同調控水稻內木質素的積累。
記者了解到，基于該基因互作規律構建出的遺傳模型，可高效預測水稻群體抗旱等級、干旱相對株高和產量性狀，并為水稻抗旱育種提供優異的供體，故該研究成果為開展水稻抗旱種質定向設計育種提供了重要靶點和新思路。
