盐害是制约全世界作物生长的主要非生物胁迫之一，全球有6%土地和20%灌溉用地受到盐害影响，严重制约了农作物生长发育和产量。水稻作为全球主要粮食作物之一，对盐胁迫敏感。盐胁迫条件下，水稻种子萌发和幼苗形态建成显著受抑制，严重制约了我国水稻直播的推广和盐碱地区耕地利用。因此，挖掘鉴定控制水稻种子萌发的关键基因，阐明其在盐胁迫条件下调控种子活力的分子机制，对培育适合盐碱地生长的种子高活力耐盐水稻品种和保障我国粮食安全具有重要意义。
近日，JIPB在线发表了南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室张红生团队题为“Potassium transporter OsHAK9 regulates seed germination under salt stress by preventing gibberellin degradation through mediating OsGA2ox7 in rice”的研究论文，研究揭示了在盐胁迫下钾离子转运蛋白OsHAK9能够通过调控赤霉素（GA）途径调控水稻种子耐盐萌发。
该研究利用EMS化学诱变方法，筛选获得一个盐胁迫下种子萌发缺陷突变体gdss，利用MutMap定位克隆技术，结合候选基因敲除突变体和回补转基因材料，明确GDSS候选基因是编码钾离子转运蛋白OsHAK9。研究表明：盐胁迫下水稻种子萌发时，OsHAK9通过抑制K+外排、促进Na+积累，诱导相关转录因子抑制GA代谢基因OsGA2ox7的表达，增加萌发种子中GA的含量，提高盐胁迫下种子萌发能力。该研究首次揭示了HAKs通过GA调控水稻种子耐盐萌发的分子机制，为培育适合盐碱地区高活力种子水稻品种提供重要基因资源。
图1 OsHAK9通过GA调控盐胁迫下水稻种子萌发的模式图
南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室、江苏省种业科技工程研究中心张红生教授和程金平副教授为论文通讯作者，毕业博士研究生曾鹏为第一作者。研究生谢婷、申嘉欣和何影，本科生梁淘开和尹璐等参与此项研究。南京农业大学陈孙禄副教授、西澳大学Sergey Shabala教授对研究工作给予中肯的建议和帮助。本研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、三亚崖州湾种子实验室揭榜挂帅等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1111/jipb.13642