该团队与中国科学院植物研究所郭亚龙研究员合作，又克隆到耐冷QTL主效基因COG4，发现COG4与OsbZIP23共同调控水稻耐寒性。他们对前期鉴定到的耐冷遗传位点qCTS1-2（Sci Adv, 2023）进行图位克隆，得到该位点的主效基因COG4（编码转录因子ENAC1），并在粳稻品种日本晴中验证了该基因对低温的调控作用。序列比对和群体遗传学分析显示，COG4的启动子–317处存在一个重要的变异位点Var9(CT)，绝大多数粳稻材料在此处含有CT，而籼稻不含这两个碱基。由于Var9(CT)位于转录因子OsbZIP23的结合基序上，在OsbZIP23结合并激活COG4表达的过程中发挥关键作用，从而导致粳稻中COG4对低温的应答高于籼稻。同时也发现OsbZIP23在籼粳稻中存在明显的分化，在低温胁迫时，粳稻中COG4和OsbZIP23形成更强的正反馈环，直接调控激素信号转导和ROS代谢等寒害防御基因的表达。系统发育和育种应用分析表明，COG4和OsbZIP23在粳稻驯化过程中被人工选择保留，共同调控水稻的耐寒性。这些结果不仅进一步揭示了粳稻耐寒的分子机理，也为水稻耐寒分子设计育种提供了有价值的候选模块。

        该研究成果于2024年11月10日发表在国际学术期刊Cell Reports。在读博士生孙慎丽与助理研究员刘栋峰为论文共同第一作者，徐云远研究员与种康院士为共同通讯作者。相关工作得到了中国科学院战略性先导科技专项和NSFC的资助。

原文链接：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(24)01316-0