北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米所在揭示植物干旱逆境適應(yīng)的分子機制上取得新進(jìn)展

　　近日，北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米所在國際主流期刊Genomics（IF=5.736）上發(fā)表題為“Comprehensive analysis of MAPK cascade genes in sorghum （Sorghum bicolor L.） reveals SbMPK14 as a potential target for drought sensitivity regulation”的研究論文，從高粱中發(fā)現(xiàn)了一個MAPK家族干旱相應(yīng)相關(guān)基因SbMPK14，揭示了高粱MAPK基因調(diào)控干旱應(yīng)答的新機制。

 

　　絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）級聯(lián)途徑廣泛參與調(diào)解植物病原菌侵染、極端溫度、干旱脅迫、機械損傷等一系列生物及非生物脅迫。研究人員分析了高粱MAPK家族基因在干旱條件下的表達(dá)差異，從多個干旱脅迫誘導(dǎo)的高粱MAPK家族基因中克隆到SbMPK14基因。將該基因?qū)氲綌M南芥和玉米中，顯著提高了植株葉片失水率及降低了植株干旱存活率。通過轉(zhuǎn)錄組及熒光定量分析，在干旱脅迫下SbMPK14基因的過表達(dá)導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因玉米中部分ERF及WRKY轉(zhuǎn)錄因子顯著下調(diào)表達(dá)，揭示該基因可能通過抑制特定ERF和WRKY轉(zhuǎn)錄因子活性從而提高植物的干旱敏感性。該研究對深入了解高粱MAPK級聯(lián)基因干旱脅迫響應(yīng)機理具有重要意義，同時該基因的研究也為作物抗旱研究提供了新的基因靶標(biāo)及可利用的基因資源，對玉米等作物的干旱逆境改良提供了重要的依據(jù)。

 

　　周秒依依助理研究員、趙冰兵博士、李韓帥助理研究員和任雯副研究員為該論文共同第一作者，趙久然研究員和劉亞研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項目（31671696）和北京市農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新項目（KJCX20200112）的資助。