小麦(Triticum aestivum L.) 是我国干旱、半干旱地区主要粮食作物,干旱缺水始终是制约我国旱区小麦生产的主要非生物逆境因子,并且随着气候条件、耕作制度、栽培方式、种植规模等因素的改变而不断加剧。因此,改良抗旱性,培育抗旱小麦新品种对于提升我国旱区农业生产潜力,保障国家粮食安全具有重要意义。
近日,西北农林科技大学毛虎德研究员团队在Journal of Genetics and Genomics在线发表题为“The ABF transcription factor TaABF2 interacts with TaSnRK2s to ameliorate drought tolerance in wheat”的研究论文,揭示了转录因子TaABF2通过与TaSnRK2s蛋白相互作用提高小麦抗旱性的分子机制,为小麦抗旱分子育种提供了新的基因资源与理论依据。
TaABF2是一个重要的脱落酸(ABA)响应因子。该研究发现, TaABF2过量表达后,小麦植株中渗透调节物质含量以及抗氧化物酶活性均显著提高,膜损伤得到缓解,进而增强小麦抗旱性。进一步研究发现,TaABF2能够与TaSnRK2类蛋白相互作用,并且被其磷酸化,增强下游抗旱基因的表达来调控小麦对干旱胁迫的响应。该研究揭示了TaSnRK2s-TaABF2模块在小麦抗旱中的关键作用,为提高小麦抗旱性提供新的思路和潜在分子靶点。
转录因子TaABF2增强小麦抗旱性
A:正常灌溉(WW)和干旱胁迫(DS)条件下TaABF2同源基因在200个小麦种质中的表达情况;B:TaABF2在小麦叶片原生质体中的亚细胞定位;C:TaABF2过表达(OE)株系和野生型(WT)植株中TaABF2的转录水平;D:RNA干扰(RNAi)株系和野生型植株中TaABF2的转录水平;E和F:TaABF2-OE、TaABF2-RNAi和WT植株的干旱胁迫表型(E)及复水后存活率统计分析(F);G:转基因和WT幼苗在WW和DS条件下的电解质渗漏情况;H和I:正常灌溉和缺水条件下TaABF2-OE和WT植株的成株(H)及籽粒(I)表型;J–L:正常灌溉和缺水条件下OE和WT植株的成株期株高(J)、分蘖数(K)和千粒重(L)。
作者简介
西北农林科技大学博士后杜琳颖和博士研究生喻明为该论文共同第一作者,毛虎德研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和陕西省杰出青年科学基金资助。
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