TabHLH27 способствует устойчивости к засухе и эффективности использования воды за счет баланса стресса и роста пшеницы. 1 кредит
Пшеница играет решающую роль в глобальной продовольственной безопасности, но нехватка воды в засушливых и полузасушливых регионах препятствует ее эффективному производству, что открывает значительные возможности для экономии воды. Поэтому понимание генов, которые контролируют засухоустойчивость пшеницы и эффективность использования воды, имеет решающее значение для повышения генетической устойчивости и выведения водосберегающих сортов.
В недавнем исследовании, проведенном профессором Сяо Цзюнем из Института генетики и биологии развития (IGDB) Китайской академии наук, исследователи показали, как TabHLH27, многообещающий кандидат в локус количественных признаков как для относительной сухой массы корней, так и для числа колосков на единицу. всплеск пшеницы, повышает устойчивость пшеницы к засухе и эффективность использования воды, балансируя стресс и рост.
Исследование, опубликованное в Журнал интегративной биологии растенийпроливает свет на многостороннюю регуляцию TabHLH27.
Исследователи определили общий генетический локус, связанный с устойчивостью к засухе как на стадии рассады, так и на стадии зрелости, определив TabHLH27-A1 как ключевого кандидата посредством анализа профиля экспрессии. Выведение TabHLH27 значительно снизило засухоустойчивость пшеницы, количество колосков на колос, урожайность зерна и эффективность использования воды.
Роль TabHLH27 включает двойную транскрипционную активность: активацию генов реакции на стресс и подавление генов развития, возможно, за счет взаимодействия с кофакторами, такими как TabZIP62-D1 и TaABI3-D1. Его динамическое проявление в условиях стресса, вызванного засухой, быстро вызываемое, но уменьшающееся с течением времени, предполагает тонкую реакцию на усиление адаптации. Взаимодействие с факторами транскрипции, такими как TaNAC29-A1, образует иерархическую регуляторную сеть, имеющую решающее значение для реакции пшеницы на среду с ограниченным количеством воды.
Кроме того, естественные вариации в промоторной области TabHLH27-A1 повлияли на ее транскрипционную реакцию на стресс, вызванный засухой: TabHLH27-A1Хап-II гаплотип демонстрирует превосходную засухоустойчивость, более крупные корни, более высокую урожайность и эффективность использования воды.
Распределение аллелей TabHLH27-A1 в Китае коррелирует с количеством осадков, отдавая предпочтение превосходному TabHLH27-A1.Хап-II в селекции из-за его низкой частоты у современных сортов, что указывает на высокий селекционный потенциал. Обратное скрещивание превосходящего гаплотипа с основными сортами пшеницы улучшило засухоустойчивость, урожайность и эффективность использования воды.
Это исследование объясняет молекулярный механизм TabHLH27, регулирующего засухоустойчивость и эффективность использования воды пшеницей, углубляет наше понимание реакции пшеницы на стресс засухи и баланса стресса и роста, а также предоставляет необходимые генетические ресурсы и цели селекции для выведения засухоустойчивых и водосберегающих растений. , высокоурожайные сорта пшеницы.
Предоставлено Китайской академией наук