玉米是世界上種植廣泛的糧食作物，對(duì)于全球的糧食安全十分重要。在影響玉米產(chǎn)量的諸多因素中，干旱是主要的非生物脅迫因素。深入解析玉米干旱響應(yīng)的分子機(jī)制將有助于玉米耐旱新品種的培育與推廣應(yīng)用。

 

　　中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所謝旗研究組與陳化榜研究組合作，通過對(duì)玉米重組自交系群體苗期耐旱性的詳細(xì)分析，對(duì)篩選到的極端表型株系進(jìn)行比較轉(zhuǎn)錄組分析，并闡明了一個(gè)bHLH類型轉(zhuǎn)錄因子參與玉米干旱響應(yīng)過程的分子機(jī)理。該研究選取兩個(gè)極端耐旱的株系RIL70、RIL73及兩個(gè)極端旱敏感的株系RIL44、RIL93進(jìn)行RNA-seq研究。通過比較轉(zhuǎn)錄組和bin圖消減聯(lián)合分析，發(fā)現(xiàn)基因表達(dá)的變化不僅存在于耐旱和旱敏感株系間，也存在于耐旱株系RIL70和RIL73間。此外，RIL73中鑒定到一個(gè)螺旋-環(huán)-螺旋類轉(zhuǎn)錄因子ZmbHLH124T-ORG在干旱處理過程中特異性的上調(diào)表達(dá)。玉米和水稻中過表達(dá)ZmbHLH124T-ORG可顯著提高植物的耐旱性和干旱應(yīng)答基因的表達(dá)水平，而過表達(dá)來源于敏感株系的ZmbHLH124T-ORG基因未獲得類似效果。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ZmbHLH124T-ORG可直接結(jié)合到干旱應(yīng)答基因ZmDREB2A的啟動(dòng)子區(qū)并激活其表達(dá)。該研究鑒定的干旱相關(guān)的遺傳位點(diǎn)將有助于耐旱作物育種的研究工作。

 

　　相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在Plant Biotechnology Journal上。謝旗研究組已畢業(yè)博士生魏紹巍和助理研究員夏然為論文共同第一作者，研究員謝旗和副研究員吳耀榮為論文共同通訊作者。研究工作獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ?xiàng)的支持。

　　高表達(dá)ZmbHLH124T-ORG顯著提高玉米的耐旱性