植保学院康振生院士团队在小麦抗旱遗传调控机理研究方面取得新进展

11月15日，植物保护学院康振生院士团队在《Molecular Plant》期刊在线发表了题为“Variation in cis-Regulation of a NAC Transcription Factor Contributes to Drought Tolerance inWheat”的研究论文。该研究克隆了小麦抗旱基因TaNAC071-A并揭示了其调控小麦抗旱性的分子机理。植物保护学院毛虎德副研究员和博士研究生李淑敏为论文的共同第一作者，康振生院士为论文的通讯作者。

小麦是全球干旱、半干旱地区的主要粮食作物，保障旱区小麦安全高效生产，对确保我国乃至世界粮食安全具有举足轻重的地位和作用。随着全球气候的变化，小麦生产受到非生物胁迫危害日益严重，其中干旱胁迫已经成为限制小麦生产的主要非生物逆境因子之一。因此，挖掘小麦抗旱基因、揭示小麦抗旱性特异调控的分子机理及遗传网络，对于小麦抗旱遗传改良、培育抗旱小麦新品种具有重要意义。为此，康振生院士团队利用不同来源的小麦自然变异群体，通过全基因组关联分析研究策略，克隆了一个小麦抗旱基因TaNAC071-A。研究发现，TaNAC071-A基因沉默后小麦抗旱性明显降低，而TaNAC071-A过表达则能够显著增强小麦抗旱性，改善转基因株系水分利用效率，降低干旱造成的产量损失，表明了TaNAC071-A在调控小麦抗旱性方面具有重要作用。

为了进一步挖掘并鉴定TaNAC071-A基因的功能性遗传变异位点，该研究对大量小麦材料TaNAC071-A序列进行了精细的测序分析，结果发现在抗旱性强的小麦材料中，TaNAC071-A启动子区含有一个长度为108-bp的DNA片段插入（InDel-693），该片段含有2个MYB顺式作用元件。后续结合遗传学和分子生物学手段，进一步发现MYB转录因子TaMYBL1可结合并调控TaNAC071-A基因表达，从而导致TaNAC071-A表达量变化及小麦抗旱性差异。此外，通过杂交和连续回交的方法，将抗旱材料的TaNAC071-A基因型（In-693）导入干旱敏感的材料中，有效提高了小麦苗期的抗旱性。

综上，该研究挖掘并获得了小麦抗旱基因TaNAC071-A，解析了其调控小麦抗旱性变异的分子机理，对小麦抗旱遗传改良具有重要意义，为小麦抗旱新品种的培育提供了重要的基因资源和选择靶点。该研究得到了国家自然科学基金、陕西省自然科学基础研究计划等项目的资助。

TaNAC071-A及其功能性遗传变异调控小麦抗旱性的作用模式

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S167420522100438X

编辑：张晴

终审：徐海