水稻作为高耗水作物, 对干旱极为敏感。随着全球人口的快速增长和水资源的日益短缺, 干旱造成的产量损失对粮食安全构成了重大威胁。
水稻和旱稻是在长期演化过程中, 形成的两种不同生态类型。与水稻相比, 旱稻主要种植于干旱、半干旱的通透性土壤中, 可节约80%以上的灌溉用水。
因此, 利用水、旱稻种质资源挖掘具有重要育种利用价值的抗旱基因, 深入解析其抗旱分子机制, 对于抗旱分子育种至关重要。
该研究利用水、旱稻稻种资源通过全基因组关联分析（GWAS）, 挖掘到一个调控根系发育与抗旱性的新基因Root Length 1 (RoLe1), 揭示了RoLe1通过OsNAC41-RoLe1-OsAGAP模块调节旱稻根系发育与抗旱性的分子机制。该研究为抗旱分子育种提供了重要的遗传靶标。
以下是文章摘要
中文为机翻仅供参考，以原文为准
Title
The OsNAC41-RoLe1-OsAGAP module promotes root development and drought resistance in upland rice
题目
OsNAC41-RoLe1-OsAGAP模块在旱稻中促进根发育和抗旱性
第一作者
Shichen Han
通讯作者
Jinjie Li
通讯单位
中国农业大学
摘要
Drought is a major environmental stress limiting crop yields worldwide.
干旱是全球范围内限制作物产量的主要环境压力。
Upland rice (Oryza sativa) has evolved complex genetic mechanisms for adaptative growth under drought stress.
旱稻（Oryza sativa）已经演化出了复杂的遗传机制，以适应干旱胁迫下的生长。
However, few genetic variants that mediate drought resistance in upland rice have been identified, and little is known about the evolution of this trait during rice domestication.
然而，目前识别出的调控旱稻抗旱性的遗传变异寥寥无几，且对这一特性在稻驯化过程中的演化了解甚少。
In this study, using a genome-wide association study we identified ROOT LENGTH 1 (RoLe1) that controls rice root length and drought resistance.
在本研究中，我们通过全基因组关联研究，发现了控制旱稻根系长度和抗旱性的ROOT LENGTH 1 (RoLe1)。
We found that a G-to-T polymorphism in the RoLe1 promoter causes increased binding of the transcription factor OsNAC41 and thereby enhanced expression of RoLe1.
我们发现，RoLe1启动子中的一个G到T的多态性增加了转录因子OsNAC41的结合，从而增强了RoLe1的表达。
We further showed that RoLe1 interacts with OsAGAP, an ARF-GTPase activating protein involved in auxin-dependent root development, and interferes with its function to modulate root development.
我们还进一步展示了RoLe1与OsAGAP（一种涉及生长素依赖性根发育的ARF-GTPase激活蛋白）的相互作用，并通过干扰其功能来调节根的发育。
Interestingly, RoLe1 could enhance crop yield by increasing the seed-setting rate under moderate drought conditions.
有趣的是，RoLe1能够在适度干旱条件下通过提高结实率来增加作物产量。
Genomic evolutionary analysis revealed that a newly arisen favorable allelic variant, proRoLe1-526T, originated from the midwest Asia and was retained in upland rice during domestication.
基因组进化分析揭示，一个新的有利等位基因变体proRoLe1-526T起源于中西亚，并在旱稻驯化过程中被保留下来。
Collectively, our study identifies an OsNAC41-RoLe1-OsAGAP module that promotes upland rice root development and drought resistance, providing promising genetic targets for molecular breeding of drought-resistant rice varieties.
综上所述，我们的研究发现了一个促进旱稻根发育和抗旱性的OsNAC41-RoLe1-OsAGAP模块，为培育抗旱水稻品种的分子育种提供了有前景的遗传靶点。
来源：精华笔记
