高溫高光下水稻維持基因組穩定性和ROS 動態平衡的機制

高溫和高光是農業生產中常見的非生物脅迫，現已成為水稻高產、穩產和優質的重要限制因素。研究人員以高溫高光為條件對日本晴突變體庫進行篩選，得到一個對高溫高光敏感的突變體ls1（local lesions 1）。在高溫高光脅迫下，該突變體具有葉片局部細胞凋亡和葉片萎縮的表型。進一步研究發現，高溫高光條件下，ls1突變體葉綠素含量和相對含水量顯著低于野生型；突變體中葉肉細胞，氣孔和葉綠體結構發生明顯的變化。圖位克隆結果表明，ls1突變基因編碼水稻核糖核酸酶H2大亞基A(RNaseH2A)，RNaseH2在基因組中特異地降解RNA/DNA雜合雙鏈中的RNA鏈，參與DNA損傷修復。TUNEL實驗和彗星實驗表明，該基因的突變造成突變體中嚴重的 DNA 損傷，突變體體內積累過量的ROS，引起葉片局部損傷的表型。該研究還發現，外施還原劑可以顯著緩解ls1突變體的表型。上述研究結果表明，LS1在維持水稻基因組穩定及ROS動態平衡中起重要作用。