西北農林科技大學農學院李學軍教授團隊揭示抗旱基因TaFDL2-1A調控小麥地上部生長的分子機制

核心提示：近日，農學院李學軍教授團隊在Plant Physiology在線發表了題爲“The transcription factor TaFDL2-1A functions in auxin metabolism mediated by abscisic acid to regulate shoot growth in wheat”的研究論文，該研究揭示了抗旱基因TaFDL2-1A作用於ABA介導的生長抑制路徑，通過促進TaGH3.2和TaGH3.8表達，加快生長素代謝，進而調控小麥地上部生長的分子機制。……（世

挖掘並利用抗旱基因是提高小麥應對乾旱脅迫最有效的方式之一。然而越來越多的研究表明，過表達抗旱基因，特別是與ABA信號相關的基因，導致小麥生長遲緩、幹物質積累變慢，但相關分子機制尚未完全闡明。

近日，農學院李學軍教授團隊在Plant Physiology在線發表了題爲“The transcription factor TaFDL2-1A functions in auxin metabolism mediated by abscisic acid to regulate shoot growth in wheat”的研究論文，該研究揭示了抗旱基因TaFDL2-1A作用於ABA介導的生長抑制路徑，通過促進TaGH3.2和TaGH3.8表達，加快生長素代謝，進而調控小麥地上部生長的分子機制。

過表達TaFDL2-1A導致小麥莖長變短、葉片變小、幹物質積累量降低。通過RNA-seq、EMSA、Chip-PCR鑑定出4個受TaFDL2-1A調控的生長素代謝基因：TaGH3.2-3A、TaGH3.2-3B、TaGH3.8-2A和TaGH3.8-2D。外施生長素後，過表達TaFDL2-1A小麥莖長、葉片大小和幹物質積累量等恢復到野生型水平，說明TaFDL2-1A通過加快生長素代謝減緩小麥地上部生長。

與野生型小麥相比，tafdl2敲除小麥生長素代謝基因表達量降低、生長素含量提高，地上部生長加快。外施ABA處理後，儘管野生型和tafdl2敲除小麥中生長素代謝基因表達量均增加、生長素含量均降低，地上部生長均變慢，但tafdl2敲除小麥對ABA敏感性降低。說明TaFDL2-1A在ABA介導的生長抑制中發揮關鍵作用。

綜上所述，bZIP轉錄因子TaFDL2-1A通過靶標ACGT核心順式作用元件，促進TaGH3.2和TaGH3.8表達，加快生長素代謝，在ABA介導的生長抑制中發揮關鍵作用。

李學軍教授爲本文通訊作者，博士後王冰心爲論文第一作者，碩士研究生周玲爲論文共同第一作者。作物抗逆與高效生產全國重點實驗室的黃雪玲博士在小麥的遺傳轉化過程中提供重要幫助。該研究由國家自然科學基金項目（32301915）、陝西省農業協同創新與推廣聯盟重大科技項目（LMZD202104）、國家農業科技重大專項（NK2022060503）、陝西省博士後基金（2023BSHEDZZ113）、國家外國專家局（#B18042）“抗病和遺傳改良作物育種”高校創新學科人才引進計劃（111項目）和中國高校科學基金（2452022112）資助。

本文鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae569

日期：2024-11-12