近日，我院罗继景教授团队在水稻耐冷性研究领域取得重要突破。团队的最新研究成果以“Natural variation in OsbHLH150 confers chilling tolerance in rice by increasing ABA biosynthesis”为题，发表于国际知名学术期刊 Plant Communications杂志上。广西大学生命科学与技术学院2021级在读博士生孙津梁为论文第一作者，罗继景教授为通讯作者，广西大学为论文第一完成单位及通讯单位。

该研究聚焦于全球最重要的粮食作物—水稻。由于水稻对低温敏感，低温胁迫常导致减产。因此，解析水稻低温胁迫响应的分子网络，对于培育耐冷性强的水稻品种至关重要。目前，调控水稻耐冷性的分子机制尚未完全明确。罗继景教授研究团队利用耐冷粳稻品种“越光”（Koshihikari）和低温敏感型籼稻品种“Nona Bokra”杂交构建的染色体片段替换系，定位并克隆了控制水稻苗期耐冷表型的关键QTL CSS12b；该位点上的OsbHLH150被确定为候选目的基因，两亲本的OsbHLH150等位基因间存在6个 SNP变异，导致其编码的蛋白存在六个氨基酸的改变。OsbHLH150的敲除和互补实验证实了该基因正调控水稻苗期耐冷。研究成果最终阐明了一个由OsbHLH150介导调控的关键耐冷新途径: OsMAPK3 通过与 OsbHLH150 的互作并将其磷酸化并使其稳定；OsbHLH150 直接结合并激活OsNCED3的表达，从而通过提升 ABA 的生物合成来增强水稻的耐冷性（图1）。研究还发现，OsbHLH150 蛋白第 471 位的缬氨酸（valine）残基对其转录激活活性至关重要，粳稻和籼稻在该位点的氨基酸变异（缬氨酸与亮氨酸），是导致耐冷差异的重要原因。本研究不仅阐明了低温胁迫条件下OsbHLH150调控水稻ABA的合成并进而提高水稻耐冷性的分子机制，也为培育耐冷型水稻提供了精准的育种靶点。

图1. OsbHLH150调控水稻苗期耐冷的分子机制模型

进一步的遗传分析发现，通过基因编辑的方法敲除了OsbHLH150并不影响水稻的单株产量，其籽粒的长度，宽度以及千粒重亦无显著性的变化 (图2)。将粳稻背景的OsbHLH150等位基因转化到籼稻NJ11中可以显著增强其苗期和孕穗期的耐冷能力（图3）。该成果不仅阐明了水稻耐冷性的分子调控机制，鉴定出的 OsbHLH150 也是一个极具潜力的育种基因。本研究为分子设计培育耐冷水稻新品种提供了重要的理论依据和基因资源。

图2. OsbHLH150转基因株系产量相关性状分析

图3. OsbHLH150增强了籼稻的耐冷

本研究得到了国家自然科学基金（32260446/31671646）和广西科技计划项目（GuiKe-ZY23055027/2024GXNSFAA010473/2024GXNSFGA010003）等经费的支持，所使用的群体材料由中国科学院分子植物科学卓越创新中心的林鸿宣院士提供。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2026.101919

课题组介绍

广西大学生命科学与技术学院罗继景教授课题组长期围绕区域特色的广西普通野生稻资源的搜集、保护与利用方面开展研究。目前研究方向主要集中在耐冷、耐旱以及细菌性条斑病抗性基因分子遗传的研究。近年来在Nature Genetics, The Plant Cell, Nature Communications, Plant Biotechnology Journal和Plant Communications等国际知名期刊发表SCI论文30余篇。本课题组招收遗传学、分子生物学和生物化学等方向硕士、博士及博士后，欢迎加入！

一审一校：罗继景

二审二校：覃文月

三审三校：李伟辉