利用大麥條紋花葉病毒表達(dá)系統(tǒng)揭示小麥抗旱關(guān)鍵調(diào)控因子（2020.4.14 萊肯生物）

干旱脅迫是制約全球小麥生產(chǎn)的主要因素之一，了解小麥對(duì)干旱脅迫的耐受機(jī)制、提高抗旱能力對(duì)糧食安全具有重要意義。鋅指蛋白（ZFP）等轉(zhuǎn)錄因子是基因表達(dá)調(diào)控的重要蛋白，與非生物脅迫反應(yīng)密切相關(guān)。小麥已鑒定出50多個(gè)C2H2型鋅指蛋白家族成員，其中大部分的表達(dá)量都會(huì)受到干旱等非生物脅迫的誘導(dǎo)。然而，鋅指蛋白參與小麥抗旱脅迫響應(yīng)的調(diào)控機(jī)理還不清楚。

加拿大魁北克大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用一個(gè)大麥條紋花葉病毒（BSMV）超表達(dá)系統(tǒng)（virus-mediated overexpression，VOX）和一個(gè)BSMV基因沉默系統(tǒng)（Virus-induced gene silencing，VIGS）對(duì)小麥C2H2型鋅指蛋白TaZFP1B的功能特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在水分充足的條件下，TaZFP1B的過量表達(dá)刺激植株生長(zhǎng)并激活氧化應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)基因。在小麥生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，過量表達(dá)TaZFP1B的植株表現(xiàn)出耐旱特征。此外，RNA序列分析顯示，過量表達(dá)TaZFP1B的植株會(huì)重構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，改變一些生理性狀，幫助小麥在干旱脅迫下生長(zhǎng)。相反，TaZFP1B低表達(dá)植株對(duì)干旱的耐受性明顯降低，無法正常生長(zhǎng)。

這項(xiàng)研究表明：BSMV系統(tǒng)可以快速有效地驗(yàn)證作物的基因功能;TaZFP1B的過量表達(dá)能增強(qiáng)小麥耐旱性。該轉(zhuǎn)錄因子是小麥抗旱性的關(guān)鍵調(diào)控因子，可作為耐旱小麥的選擇標(biāo)記，用于提高干旱環(huán)境中小麥的生產(chǎn)力。