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謝旗研究組在玉米耐旱機制方面取得新進展
        玉米是世界上种植广泛和产量最高的粮食作物,对于全球的粮食安全至关重要。在影响玉米产量的诸多因素中,干旱是主要的非生物胁迫因素。深入解析玉米干旱响应的分子机制将有助于玉米耐旱新品种的培育与推广应用。
 
        中國科學院遗传与发育生物学研究所谢旗研究组与陈化榜研究组合作,通过对玉米重组自交系群体苗期耐旱性的详细分析,对筛选到的极端表型株系进行比较转录组分析,并阐明了一个bHLH类型转录因子参与玉米干旱响应过程的分子机理。该研究选取两个极端耐旱的株系RIL70、RIL73及两个极端旱敏感的株系RIL44、RIL93进行RNA-seq研究。通过比较转录组和bin图消减联合分析,发现基因表达的变化不仅存在于耐旱和旱敏感株系间,也存在于耐旱株系RIL70和RIL73间。同时,RIL73中鉴定到一个螺旋-环-螺旋类转录因子ZmbHLH124T-ORG在幹旱處理過程中特異性的上調表達。玉米和水稻中過表達ZmbHLH124T-ORG可顯著提高植物的耐旱性和幹旱應答基因的表達水平,而過表達來源于敏感株系的ZmbHLH124S-ORG基因未獲得類似效果。進一步研究發現,ZmbHLH124T-ORG可直接結合到幹旱應答基因ZmDREB2A的啓動子區並激活其表達。該研究鑒定到的幹旱相關的遺傳位點將有助于耐旱作物育種的研究工作。
 
        上述研究结果于2021年5月25日在线发表于Plant Biotechnology Journal杂志(DOI:10.1111/pbi.13637)。谢旗研究组已毕业博士生魏绍巍和助理研究员夏然为该论文的共同第一作者,谢旗研究员和吴耀荣副研究员为共同通讯作者。该研究获得了国家重点研发计划项目和转基因专项的资助。

 
圖:高表達ZmbHLH124T-ORG顯著提高玉米的耐旱性