隨著氣溫的持續下降，北方農作物已經普遍進入越冬狀態，而在南方一些地區，盡管氣溫也已經很低了，但晚熟的水稻還在生長中。這些水稻是如何適應低溫的？記者從中國農科院了解到，該院作物科學研究所萬建民院士團隊，系統闡釋了鈣離子通道蛋白OsCNGC9調控水稻對低溫響應和耐受的分子機制。相關研究成果在線發表于《分子植物（Molecular Plant）》。
2020年12月4日，浙江德清縣，氣溫在7℃左右，這里的水稻還沒有收割。新京報記者 王巍 攝
低溫脅迫是影響植物生長、發育和地理分布的重要環境限制因素之一。水稻起源于熱帶、亞熱帶，相對于小麥、大麥等作物，對低溫脅迫更加敏感。
在長期的進化過程中，植物形成了系統的主動應激和適應機制，以緩解和降低低溫脅迫造成的傷害。在這一過程中，細胞質中鈣離子濃度的瞬時上升，一直被認為是植物響應低溫脅迫的早期核心事件之一，但植物中負責調控這一過程的分子機制仍然未知。
因此，研究水稻響應低溫脅迫的分子機制具有重要的理論意義和生產實踐價值。據萬建民院士介紹，此前，團隊研究已經發現，OsCNGC9可以通過與類受體激酶互作正向調控水稻苗期稻瘟病抗性。而此次研究表明，OsCNGC9作為一個鈣離子通道蛋白，積極調控低溫脅迫誘導的胞外鈣離子內流、胞內鈣離子濃度上升和低溫脅迫相關的基因表達。
該研究建立了一條從低溫信號感知到鈣離子通道激活的低溫信號轉導途徑，填補了植物低溫信號轉導途徑中缺失的重要一環，為利用OsCNGC9進行水稻抗逆遺傳改良提供了理論依據。據介紹，這是萬建民院士團隊在水稻離子通道方面取得的又一重要進展。研究得到國家重點研發計劃、中國農科院科技創新工程和中央公益性科研機構基本科研業務費等項目資助。中國科學院分子植物科學卓越創新中心和清華大學生命科學學院參與了部分研究工作。
