北京市农林科学院玉米所在揭示植物干旱逆境适应的分子机制上取得新进展

　　近日，北京市农林科学院玉米所在国际主流期刊Genomics（IF=5.736）上发表题为“Comprehensive analysis of MAPK cascade genes in sorghum （Sorghum bicolor L.） reveals SbMPK14 as a potential target for drought sensitivity regulation”的研究论文，从高粱中发现了一个MAPK家族干旱相应相关基因SbMPK14，揭示了高粱MAPK基因调控干旱应答的新机制。

 

　　丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）级联途径广泛参与调解植物病原菌侵染、极端温度、干旱胁迫、机械损伤等一系列生物及非生物胁迫。研究人员分析了高粱MAPK家族基因在干旱条件下的表达差异，从多个干旱胁迫诱导的高粱MAPK家族基因中克隆到SbMPK14基因。将该基因导入到拟南芥和玉米中，显著提高了植株叶片失水率及降低了植株干旱存活率。通过转录组及荧光定量分析，在干旱胁迫下SbMPK14基因的过表达导致转基因玉米中部分ERF及WRKY转录因子显著下调表达，揭示该基因可能通过抑制特定ERF和WRKY转录因子活性从而提高植物的干旱敏感性。该研究对深入了解高粱MAPK级联基因干旱胁迫响应机理具有重要意义，同时该基因的研究也为作物抗旱研究提供了新的基因靶标及可利用的基因资源，对玉米等作物的干旱逆境改良提供了重要的依据。

 

　　周秒依依助理研究员、赵冰兵博士、李韩帅助理研究员和任雯副研究员为该论文共同第一作者，赵久然研究员和刘亚研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金面上项目（31671696）和北京市农林科学院科技创新项目（KJCX20200112）的资助。