作科所发现小麦抗旱新机制
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发布时间：2023-07-06
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近日，小麦基因资源发掘与利用创新研究组以干旱条件下叶片萎蔫程度为指标评价小麦保水力及抗旱性，通过图位克隆得到一个功能获得性基因DIW1，解析其功能，并找到其抗旱优异单倍型。该研究为小麦抗旱性的遗传改良提供基因资源和分子标记。相关研究成果在《植物学报（JIPB: Journal of Integrative Plant Biology）》上在线发表。
小麦是我国的主要口粮作物，干旱缺水严重制约其生产，亟需发掘利用优异基因资源改良小麦抗旱性。然而，抗旱基因发掘进展缓慢，其中一个重要限制因素是抗旱性评价困难。
图1. TaPP2C158和TaSnRK1.1协同调控小麦抗旱性的机制
研究人员通过筛选小麦矮抗58突变体库，克隆到控制干旱条件下苗期叶片萎蔫的功能获得型基因DIW1。分别分析该基因超表达及基因敲除小麦株系的表型，表明DIW1负调控小麦抗旱性。进一步实验表明， DIW1能够使蛋白激酶TaSnRK1.1去磷酸化，从而调控脱落酸信号通路中下游基因的表达。通过关联分析，找到了DIW1提高保水力及抗旱性的优异单倍型。DIW1的基因变异导致其蛋白磷酸酶活性不同，进而表现为不同单倍型小麦的冠层温度、幼苗存活率差异。这项工作有助于了解小麦抗旱性的分子机制，为小麦抗旱性的遗传改良提供基因资源和分子标记。
作科所副研究员王景一、李超男和助理研究员李龙为该论文共同第一作者，景蕊莲研究员和毛新国副研究员、王景一副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国农业科学院重大科研任务和基本科研业务费专项的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1111/jipb.13504
