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水稻（Oryza sativa L.）是最重要的主粮作物之一，同时也是单子叶模式植物。盐胁迫是仅次于干旱的第二大非生物逆境，全世界盐渍土面积约10亿公顷。目前，粮食总产仅靠单产突破来保障难度越来越大，水稻生产有逐渐向盐渍土地区扩展的趋势，因而要求水稻品种具更强的耐盐性。尽管针对水稻耐盐性机制已开展了大量研究，但水稻耐盐育种工作仍进展缓慢。近日，塔斯马尼亚大学周美学教授课题组和中国农业科学院作物科学研究所徐建龙研究员课题组合作在The Crop Journal在线发表了题为“Molecular mechanisms of salinity tolerance in rice”的综述文章，系统总结了水稻耐盐性的主要分子机制，并讨论了耐盐育种的主要限制因素。
主要内容包括：1）水稻盐胁迫反应涉及众多基因家族及其互作网络。这些基因主要涉及信号感知与传导、转录调控、活性氧清除、气孔调节、渗透调节和钠钾离子平衡等过程（图1），在耐盐育种中应考虑不同基因参与的耐盐机制平衡。2）深入研究组织和细胞特异水平的盐胁迫反应通路和转运蛋白活性（图2），有利于进一步解析水稻耐盐机制，为耐盐育种提供理论依据。3）目前报道的耐盐基因或QTL主要跟苗期耐盐性有关，全生育期耐盐基因的挖掘有待进一步加强。4）尽管分子标记已经成功地在常规育种中应用，但由于主效耐盐基因的稀缺，改良水稻耐盐性进展仍然非常缓慢。5）转基因和基因编辑技术可以实现耐盐性状的快速精准导入，靶向编辑参与信号传导或转录调控的基因及miRNA很有应用潜力，然而其在耐盐育种中的利用同样受限于主效耐盐基因的稀缺。6）未来的研究应关注现有遗传资源尤其是野生稻近缘种的遗传多样性，挖掘优异耐盐主效基因，以便重新获得水稻驯化过程中丢失的耐盐性。
图1 水稻盐胁迫响应信号通路
图2 盐胁迫下调节气孔关闭和离子运输的基因网络
陈天晓博士为该文第一作者，徐建龙研究员和周美学教授为通信作者。该研究得到了广东省重点领域研发项目（2020B020219004）和The Indo-Australian Biotechnology Fund (BT/Indo-Aus/09/03/2015)等项目的资助。
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The Crop Journal (《作物学报（英文版）》)是中国科协主管，中国作物学会、中国农业科学院作物科学研究所和中国科技出版传媒股份有限公司共同主办的学术期刊，创刊于2013年10月。办刊宗旨为刊载作物科学相关领域最新成果，开展国际学术交流，促进我国作物科学研究水平及国际影响力的提升。主要刊登农作物遗传育种、耕作栽培、生理生化、生态、种质资源以及与农作物有关的生物技术、生物数学、农业气象等领域以第一手资料撰写的研究论文、研究简报以及专题综述等。2019年The Crop Journal的SCI影响因子为3.395，在JCR农学和植物学两个学科位于Q1区，并位列中科院分区农林类期刊一区。2019–2023年获中国科技期刊卓越行动计划重点项目资助。
