中国农大秦峰教授深度挖掘玉米耐旱性基因及控制基因表达的调控机制学术资讯

来源：植物生物学

在世界范围内，干旱是导致玉米产量损失的主要因素。解析抗旱性的分子机制和克隆控制抗旱性的关键基因一直是植物抗逆分子生物学研究的热点。研究表明，生物体许多性状的改变，是由于基因表达的改变导致的。

2020年7月6日，国际学术期刊Genome Biology 在线报道了中国农业大学秦峰教授的题为“Mapping regulatory variants controlling gene expression in drought response and tolerance in maize ”的研究论文。

中国农业大学秦峰教授对224份在3种不同水分条件下WW(充分浇水)、WS1(中度干旱，叶片相对含水量 (RLWC) 降至~70%) 和WS2 (重度干旱，叶片相对含水量(RLWC) 降至~58%）条件下，进行了627个RNA-SEQ分析，共检测到约3万个高密度全基因组单核苷酸多态性表达基因的73573个eQTL，反映了干旱响应下基因表达的全面而动态的遗传结构；针对转录因子编码基因的动态调控变异，构建了反映转录因子及其靶基因层次结构的干旱响应网络；此外，通过孟德尔随机化分析，97个基因因其表达差异优先与抗旱相关，其中一个候选基因，脱落酸8‘-羟化酶，已被证实在植物抗旱性中起负调控作用。

研究在全基因组水平揭示了遗传变异对干旱响应基因表达调控的重要作用，鉴定到多个遗传变异通过影响基因表达，从而调控植株和抗旱性。本研究鉴定到的关键遗传变异及抗旱基因，为后续基因功能研究及抗旱性的遗传改良提供了丰富的信息，同时为其它物种开展相关研究提供了可借鉴的方法。

该研究成果于2020年7月6日在线发表于Genome Biology期刊(https://doi.org/10.1186/s13059-020-02069-1)。刘升学讲师和李翠萍工程师为共同第一作者，秦峰教授和宋述慧副研究员为共同通讯作者。同时，感谢作物功能基因组与分子育种研究中心的技术支持和参加该项研究工作所有人员的辛苦付出。该研究得到了北京高校卓越青年科学家计划项目、国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会-人才项目的资助。图1. abh2基因重测序和玉米abh2-CRISPR敲除株系表型分析。（a）abh2基因重测序分析。（b）abh2基因单体型分析。野生型（B73-329）和三个abh2-CRISPR敲除株系的DNA序列比对（c），苗期存活率统计分析（d），离体叶片失水速率实验（e），ABA含量测定（f）。统计分析采用two-sided t-test。