【科研新进展】我室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

近日，我室康振生院士团队在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。毛虎德副研究员及博士研究生李淑敏为该论文的共同第一作者，康振生院士为该论文的通讯作者。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。

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。但是，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TaNAC071-A在调控小麦抗旱性方面具有重要作用。

TaNAC071-A与小麦抗旱性显著关联

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，作者进一步发现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。

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