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姚善国


姚善国,博士,研究员,博士生导师
        1991年获安徽农业大学农学学士学位,2004年获日本爱媛大学植物遗传育种博士学位。2004-2009年期间先后在北海道大学和中央农业综合研究中心北陆分中心从事博士后研究。2009年加入遗传与发育生物学研究所。致力于东北粳稻分子设计育种。


主要研究领域:
        1、东北粳稻重要农艺性状的分子设计
        东北是我国最主要的优质粳米主产区,确保东北粳稻的稳定发展已经成为我国粮食安全的核心。由于受到特殊的地理位置和育种水平的限制,近年来东北粳稻生产稳定性差的问题日益突出,稻瘟病、倒伏、低温等生物及非生物胁迫严重威胁着东北粳稻的实际生产。针对东北粳稻生产面临的现实问题,我们发掘了稻瘟病、品质、产量、倒伏、抽穗期等重要农艺性状优良等位变异,设计培育了在东北各个积温带具有推广潜力的“中科”系列品系,部分品系已进入黑龙江省新品种审定区域试验。其中,中科902、中科613已经通过黑龙江省农作物品种审定委员会的审定(图1),并分别在黑龙江省第三积温带和第一积温带推广应用。

 

图1、分子设计新品种“中科902(黑审稻2017029)”与“中科613(黑审稻20200050)”。
 
        2、水稻应对极端温度胁迫的分子机理
        随着全球人口的不断增加,人类对粮食的需求也越来越大。这些增加的人口大多集中于非洲、南亚等以水稻为主粮的低纬度地区。为了满足人口增加对口粮的需求,水稻的种植范围不断向高纬度区域延伸。而水稻是一种起源于热带和亚热带的喜温作物,高纬度地区种植的水稻遭遇低温冷害的风险急剧增加,我国每年因冷害造成的水稻产量损失约300-500万吨。另一方面,随着人口的增加和工业化发展,全球气候变暖已经演变成一个不容忽视的问题。从1950起,全球平均温度每10年大约增加0.13°C,而温度每升高1°C,水稻籽粒产量将降低8-10%。到21世纪末,热带和亚热带地区主要农作物的生长期温度极有可能超过1900年至2006年所记录的最高季节温度,将会对包括水稻在内人类赖以生存的农作物的产量和品质产生严重影响。因此,鉴定水稻耐受低温/高温种质资源(图2),解析水稻应对极端温度胁迫的分子机理(图3),是扩大水稻种植范围、降低极端温度胁迫对水稻产量和品质影响的有效途径。
 
 
图2、水稻温度响应种质资源鉴定。HTR:耐高温;HTS:高温敏感;LTR:耐低温;LTS:低温敏感。
 
图3、LTT1介导的水稻孕穗期耐低温模式

代表性论文:
 
1. Xu Y, Chu C*, Yao S*. (2021) The impact of high-temperature stress on rice: challenges and solutions. Crop Journal, doi: https://doi.org/10.1016/j.cj.2021.02.011.
 
2. Huang L, Hua K, Xu R, Zeng D, Wang R, Dong G, Zhang G, Lu X, Fang N, Wang D, Duan P, Zhang B, Liu Z, Li N, Luo Y, Qian Q*, Yao S*, Li Y*. (2021) Control of panicle size and grain number by the LARGE2-APO1/APO2 regulatory module in rice. Plant Cell, doi: 10.1093/plcell/koab041.
 
3. Xu Y, Zhang L, Ou S, Wang R, Wang Y, Chu C*, Yao S*. (2020) Natural variations of SLG1 confer high-temperature tolerance in indica rice. Nature Communications, 11: 5441.
 
4. Xu Y, Wang R, Wang Y, Zhang L, Yao S*. (2020) A point mutation in LTT1 enhances cold tolerance at the booting stage in rice. Plant, Cell & Environment, 43: 992-1007.
 
5. Xu R, Duan P, Yu H, Zhou Z, Zhang B, Wang R, Li J, Zhang G, Zhuang S, Lyu J, Li N, Chai T, Tian Z, Yao S, Li Y. (2018) Control of grain size and weight by the OsMKKK10-OsMKK4-OsMAPK6 signaling pathway in rice. Molecular Plant, 11: 860-873.
 
6. Wang J, Wang R, Wang Y, Zhang L, Zhang L, Xu Y, Yao S*. (2017) Short and Solid Culm/RFL/APO2 for culm development in rice. Plant Journal, 91: 85-96.
 
7. Lombardo F, Kuroki M, Yao S, Shimizu H, Ikegaya T, Kimizu M, Ohmori S, Akiyama T, Hayashi T, Yamaguchi T, Koike S, Yatou O, Yoshida H. (2017) The superwoman1-cleistogamy2 mutant is a novel resource for gene containment in rice. Plant Biotechnology Journal, 15: 97-106.
 
8. Song L, Wang R, Zhang L, Wang Y, Yao S*. (2016) CRR1 encoding callose synthase functions in ovary expansion by affecting vascular cell patterning in rice. Plant Journal, 88: 620-632.