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长期以来，作物的抗旱改良面临两难困境，提高抗旱能力往往伴随作物生长抑制和产量下降。论文通信作者熊立仲说，近年来团队以240份水稻种质资源为材料，围绕如何在不影响农作物正常生长前提下提高其抗旱能力进行持续攻关，成功从水稻自然变异中鉴定出了稻属特有的抗旱孤儿基因ROAD1。
在作用机制上，ROAD1基因编码的蛋白通过与脱落酸信号通路的负调控因子OsPP2C68结合，减弱其对SnRK2激酶的抑制，从而增强脱落酸信号输出和水稻抗旱响应。在水分充足条件下，ROAD1基因编码的蛋白会保持极低水平，不影响水稻正常生长；在受到干旱威胁时，其会大量积累并与OsPP2C68结合，增强水稻的抗旱能力。
图为携带ROAD1功能等位基因的优良水稻品种及其对照材料的田间试验结果。（研究团队供图）
熊立仲介绍，多年度、多环境的田间试验显示，导入ROAD1功能等位基因的优良水稻品种，在干旱条件下的产量较对照组提高了21%-35%，在正常供水条件下，未发现明显的生长和产量不利变化。研究团队将ROAD1功能等位基因导入拟南芥、油菜、玉米、小麦和杨树等植物中，这些植物也均表现出更好的抗旱性。
“这项研究表明，这一源自水稻的基因有望让更多种农作物不再‘怕渴’，同时还能兼顾稳产，为发掘抗旱基因资源和培育抗旱稳产作物提供了新的思路。”熊立仲说。
