综述：利用组学技术和分子育种方法培育耐旱水稻品种

《Cereal Research Communications》：Harnessing omics and molecular breeding for developing drought-resilient rice varieties

　　

摘要

稻米是全球欠发达国家和发展中国家人们日常摄入的主要谷物之一。作为一种需水量较大的作物，稻米极易受到干旱胁迫的影响，这严重威胁到了全球粮食安全。全球气候变化显著加剧了干旱的强度和频率。干旱胁迫会强烈影响植物的多种生理、形态、生化和农艺参数，从而直接影响作物产量。为了适应恶劣环境，植物会利用多种防御机制，例如活性氧清除机制、多种渗透调节物质的合成以及植物激素的分泌。借助分子生物学工具的进步和改良的育种方法，人们逐渐揭示了与稻米抗旱性相关的候选基因及其代谢途径。为了培育出具有更强耐旱性的稻米品种，深入了解稻米在干旱胁迫下的“组学”响应（尤其是耐旱基因型的响应）将十分有益。此外，分子育种技术、先进的农艺管理、基因组编辑和基因工程在这方面也能发挥重要作用。通过整合基因组学、转录组学、蛋白质组学和离子组学等多组学方法，可以全面了解植物在缺水条件下的细胞动态。因此，利用来自多种分子途径的组学数据来培育适应气候变化环境的耐旱稻米品种至关重要。本文全面综述了在形态生理学、生物学、分子生物学及组学领域的研究进展，以及这些技术在培育耐旱稻米品种中的应用，以应对全球粮食安全挑战。

稻米是全球欠发达国家和发展中国家人们日常摄入的主要谷物之一。作为一种需水量较大的作物，稻米极易受到干旱胁迫的影响，这严重威胁到了全球粮食安全。全球气候变化显著加剧了干旱的强度和频率。干旱胁迫会强烈影响植物的多种生理、形态、生化和农艺参数，从而直接影响作物产量。为了适应恶劣环境，植物会利用多种防御机制，例如活性氧清除机制、多种渗透调节物质的合成以及植物激素的分泌。借助分子生物学工具的进步和改良的育种方法，人们逐渐揭示了与稻米抗旱性相关的候选基因及其代谢途径。为了培育出具有更强耐旱性的稻米品种，深入了解稻米在干旱胁迫下的“组学”响应（尤其是耐旱基因型的响应）将十分有益。此外，分子育种技术、先进的农艺管理、基因组编辑和基因工程也能发挥重要作用。通过整合基因组学、转录组学、蛋白质组学和离子组学等多组学方法，可以全面了解植物在缺水条件下的细胞动态。因此，利用来自多种分子途径的组学数据来培育适应气候变化环境的耐旱稻米品种至关重要。本文全面综述了在形态生理学、生物学、分子生物学及组学领域的研究进展，以及这些技术在培育耐旱稻米品种中的应用，以应对全球粮食安全挑战。