11月15日，植物保護學院康振生院士團隊在《Molecular Plant》期刊在線發(fā)表了題為“Variation in cis-Regulation of a NAC Transcription Factor Contributes to Drought Tolerance inWheat”的研究論文。該研究克隆了小麥抗旱基因TaNAC071-A并揭示了其調(diào)控小麥抗旱性的分子機理。植物保護學院毛虎德副研究員和博士研究生李淑敏為論文的共同第一作者，康振生院士為論文的通訊作者。

 

　　小麥是全球干旱、半干旱地區(qū)的主要糧食作物，保障旱區(qū)小麥安全高效生產(chǎn)，對確保我國乃至世界糧食安全具有舉足輕重的地位和作用。隨著全球氣候的變化，小麥生產(chǎn)受到非生物脅迫危害日益嚴重，其中干旱脅迫已經(jīng)成為限制小麥生產(chǎn)的主要非生物逆境因子之一。因此，挖掘小麥抗旱基因、揭示小麥抗旱性特異調(diào)控的分子機理及遺傳網(wǎng)絡(luò)，對于小麥抗旱遺傳改良、培育抗旱小麥新品種具有重要意義。為此，康振生院士團隊利用不同來源的小麥自然變異群體，通過全基因組關(guān)聯(lián)分析研究策略，克隆了一個小麥抗旱基因TaNAC071-A。研究發(fā)現(xiàn)，TaNAC071-A基因沉默后小麥抗旱性明顯降低，而TaNAC071-A過表達則能夠顯著增強小麥抗旱性，改善轉(zhuǎn)基因株系水分利用效率，降低干旱造成的產(chǎn)量損失，表明了TaNAC071-A在調(diào)控小麥抗旱性方面具有重要作用。

 

　　為了進一步挖掘并鑒定TaNAC071-A基因的功能性遺傳變異位點，該研究對大量小麥材料TaNAC071-A序列進行了精細的測序分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在抗旱性強的小麥材料中，TaNAC071-A啟動子區(qū)含有一個長度為108-bp的DNA片段插入（InDel-693），該片段含有2個MYB順式作用元件。后續(xù)結(jié)合遺傳學和分子生物學手段，進一步發(fā)現(xiàn)MYB轉(zhuǎn)錄因子TaMYBL1可結(jié)合并調(diào)控TaNAC071-A基因表達，從而導致TaNAC071-A表達量變化及小麥抗旱性差異。此外，通過雜交和連續(xù)回交的方法，將抗旱材料的TaNAC071-A基因型（In-693）導入干旱敏感的材料中，有效提高了小麥苗期的抗旱性。

 

　　綜上，該研究挖掘并獲得了小麥抗旱基因TaNAC071-A，解析了其調(diào)控小麥抗旱性變異的分子機理，對小麥抗旱遺傳改良具有重要意義，為小麥抗旱新品種的培育提供了重要的基因資源和選擇靶點。該研究得到了國家自然科學基金、陜西省自然科學基礎(chǔ)研究計劃等項目的資助。

　　TaNAC071-A及其功能性遺傳變異調(diào)控小麥抗旱性的作用模式

 

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S167420522100438X