广西农业科学院在木薯抗旱育种研究中取得最新进展学术资讯

来源：植物科学最前沿

2019年6月，BMC genomics 在线发表了广西农业科学院经济作物研究所严华兵研究员为通讯作者题为“Comparative physiology and transcriptome analysis allows for identification of lncRNAs imparting tolerance to drought stress in autotetraploid cassava”的研究论文。木薯是世界性重要的经济、粮食和能源作物，干旱是限制木薯生长的主要因素。多倍化可以增强植物的耐旱性，但是生理和分子基础还不是很清楚。本研究以木薯新品种“新选048”及其同源四倍体为材料比较了它们的抗旱生理和转录组差异。结果表明，同源四倍化增强了木薯的抗旱性，同源四倍体通过减少气孔密度、更大程度地气孔关闭、减少H2O2的产生以及维持更高的光合作用能力来适应干旱胁迫。转录组分析显示，二倍体中11个参与光合作用的基因（如铁氧还蛋白基因）下调表达倍数比同源四倍体中下调表达倍数均低，表明与二倍体相比，干旱胁迫对同源四倍体光合作用的影响更大；二倍体中过氧化氢酶基因干旱诱导后上调表达倍数比同源四倍体中的上调倍数小，该结果与过氧化氢酶活性的检测结果相吻合。链特异性lncRNA-Seq数据鉴定出2372个lncRNA，86个同源四倍体特异性lncRNAs在叶片中有不同的表达，荧光定量PCR的检测结果与测序结果一致。KEGG调控网络分析表明，同源四倍体特异性差异表达的lncRNAs与半乳糖代谢、戊糖磷酸途径和油菜素类固醇生物合成等有关。

图1 木薯同源四倍体与二倍体耐旱表型（以土壤相对含水量SRMC为指标，左为二倍体，右为同源四倍体）

图2 木薯同源四倍体通过减少水分蒸腾增强耐旱性

表1 二倍体及其同源四倍体中参与光合作用的干旱响应基因的变化

该研究为木薯抗旱育种提供理论基础和基因资源，也为后续全面深入揭示木薯同源四倍体抗旱性增强的分子机制奠定基础。

来源：frontiersin 植物科学最前沿

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