干旱是威脅全球糧食生產(chǎn)的一大因素。根系與氣孔是影響植物干旱應(yīng)對能力最直接的兩大器官。近日，盧艷麗教授團隊（西南作物基因發(fā)掘與利用國家重點實驗室；玉米研究所）通過研究發(fā)現(xiàn)ZmLBD5基因可以負調(diào)控玉米脫落酸（ABA）和赤霉素（GA）的產(chǎn)生進而影響其干旱抗性，ZmLBD5基因敲除材料表現(xiàn)出更好的抗旱能力。

 

　　LBD家族基因是植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子。其一類家族成員和二類家族成員通常被認為可能存在功能分化，兩類成員序列差異主要體現(xiàn)在一個參與蛋白二聚化的結(jié)構(gòu)域完整與否。LBD一類成員被廣泛研究報道參與多種生物學(xué)過程，然而關(guān)于二類成員的報道非常少。我們發(fā)現(xiàn)二類成員LBD5可能參與干旱應(yīng)答，因此對其展開了進一步研究。研究發(fā)現(xiàn)雖然LBD5不具有完整的蛋白二聚化結(jié)構(gòu)域，但其自身的互作或與家族其他成員的互作并不受到影響。因此，我們推測一類家族與二類家族成員的功能可能不存在明顯的分化。

 

　　利用轉(zhuǎn)基因超表達及基因敲除材料我們發(fā)現(xiàn)受LBD5調(diào)控的下游基因主要集中于ABA和GA合成途徑。LBD5的超表達可抑制ABA合成，同時促進氣孔的發(fā)生，降低氣孔對干旱脅迫的敏感性，因此LBD5超表達植株表現(xiàn)為干旱敏感。但是，LBD5的基因缺失植株具有更好的干旱抗性，在田間干旱下具有更高的產(chǎn)量，同時田間正常水分條件下生長無明顯影響。因此，該基因可作為玉米抗旱育種基因靶點加以儲備利用。

 

　　相關(guān)研究成果題為“ZmLBD5, a class-II LBD gene, negatively regulates drought tolerance by impairing abscisic acid synthesis”的研究論文發(fā)表在植物學(xué)領(lǐng)域主流期刊Plant Journal（Top 1區(qū)，SCI影響因子 7.091）。國重青年教師馮宣軍博士，已畢業(yè)博士生熊靜，在讀博士生張維肖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、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)雙支計劃等項目資助。