高温下维持水稻高产和高氮素利用效率的新机制

题目：High-temperature adaptation of an OsNRT2.3 allele is thermoregulated by small RNAs

期刊：Science Advances

作者及单位：张勇……范晓荣（南京农业大学）

该研究经过5年的田间实验从239份水稻种质资源中筛选到一个先前未鉴定的硝酸盐转运蛋白基因OsNRT2.3的等位基因，此等位基因可以使水稻在高温下保持高产和高氮素利用效率（NUE）。

该研究证明，OsNRT2.3 5’UTR发生SNP的HTNE-2（High Temperature resistant and Nitrogen Efficient-2）水稻品种通过提高OsNRT2.3a和OsNRT2.3b的翻译效率，从而使水稻品种在夜间温度升高的环境中依然保持较高的产量。在自然田间条件和人工控温环境下，利用HTNE-1（对照组）和HTNE-2的杂交材料和EMS技术得到的Tilling材料进一步证实了OsNRT2.3 5’UTR的SNP具有耐高温和提高NUE的特性。

该研究还在不同温度下通过分子动力学模拟与OsNRT2.3结合的小RNA（sNRT2.3-1和sNRT2.3-2）的三维结构表明小RNA对温度的变化比较敏感。

此外还利用DMS-MapSeq技术对水稻体内OsNRT2.3a/b的RNA二级结构进行了检测，实验数据表明OsNRT2.3b在体内可能具有很强的RNA二级结构或被蛋白质、复合物紧密结合，说明OsNRT2.3b 具有较好的稳定性。因此小RNA会更易和OsNRT2.3a结合，从而抑制其转录翻译。并且OsNRT2.3 5’UTR的SNP会抑制sNRT2.3-1和sNRT2.3-2的转录。这也阐释了在高夜温环境中，OsNRT2.3 5’UTR的SNP可以水稻具有耐受高温和高氮素利用效率的优良特性。

OsNRT2.3的作用机制模型