干旱是威脅全球糧食生產(chǎn)的一大因素。超表達(dá)抗旱基因是提高作物抗旱能力最簡單直接的手段。然而，基因超表達(dá)經(jīng)常伴隨一些副作用，如影響正常條件下植株的生長發(fā)育。這也是很多抗旱基因的超表達(dá)不能在大田獲得應(yīng)用的原因之一。近日，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)西南作物基因發(fā)掘與利用國家重點實驗室盧艷麗教授團(tuán)隊在植物學(xué)知名期刊《Plant Biotechnology Journal》（SCI影響因子13.263）發(fā)表題為《ABA-inducibleDEEPER ROOTING 1improves adaptation ofmaize to water deficiency》的研究論文，該研究采用干旱誘導(dǎo)策略表達(dá)玉米DRO1基因，最終獲得了田間避旱能力優(yōu)異且正常條件下不減產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因玉米。

 

　　DEEPER ROOTING 1基因可促進(jìn)植株根系向土壤深層生長，進(jìn)而更好地吸收水分。研究表明，大芻草（墨西哥玉米）比玉米自交系B73具有更強(qiáng)的耐旱能力是因為大芻草ZmDRO1對干旱/ABA的應(yīng)答更靈敏，干旱下其根系可更好地分布到深層土壤。因此，作者采用了干旱/ABA誘導(dǎo)策略對ZmDRO1進(jìn)行表達(dá)。轉(zhuǎn)基因玉米中存在部分本底高表達(dá)株系，但其生長發(fā)育明顯較弱，說明ZmDRO1的超表達(dá)不利于植株生長。本底低表達(dá)且受干旱/ABA高誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因玉米在田間表現(xiàn)出了較好的避旱能力，可大大提高干旱脅迫下的產(chǎn)量，且在非干旱條件下不減產(chǎn)。該研究策略促進(jìn)了ZmDRO1在玉米抗旱育種中的應(yīng)用，也為其它抗旱基因的利用提供了參考。

 

　　四川農(nóng)業(yè)大學(xué)西南作物基因挖掘與利用國家重點實驗室青年教師馮宣軍與博士生賈力為該論文共同第一作者，盧艷麗教授為通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等項目資助。

 

　　文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13889