控制小麦的干旱胁迫响应过程中根部形态和蒸腾效率的关键基因和调控机制

今天推送的文章发表在frontiers in Chemistry杂志上，题目是“Drought Response in Wheat: Key Genes and Regulatory Mechanisms Controlling Root System Architecture and Transpiration Efficiency”,作者信息如下图。

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中国农大张宁同学受我们邀请，对本文做了一个导读式的介绍。

      干旱、高温、高盐等非生物胁迫严重威胁着全球粮食安全，通过遗传学的手段提高粮食作物对非生物胁迫的耐受性是一种重要的育种策略。小麦是一种重要的谷类作物和主要的食物来源，提高小麦抗旱性对食物的可持续生产和全球粮食安全具有重要意义。近期关于抗旱方面的研究进展揭示了许多参与形态生理建成相关的关键基因和转录调控因子，调控根部形态和气孔发育的基因在植物吸收和转运土壤水分过程中起重要作用，因此可作为通过分子育种提高植物抗旱性的目标基因。    

在这篇综述中，作者系统总结了根部和气孔性状对于促进植物适应干旱胁迫的证据，并着重讨论了一些能够通过调控根部形态和蒸腾效率提高植物抗旱性的关键基因，比如水稻的DRO1、拟南芥和水稻的ERECTA，另外，作者还介绍了几个小麦、水稻、玉米、拟南芥中具有抗旱调控作用的转录因子家族，包括ERF、DREB、ZFP、WRKY、MYB。这篇综述的主要目标是对参与植物干旱响应的基因进行概述，但对小麦来说，参考基因组信息的不完整，以及难以通过非转基因的策略对基因功能进行研究，已经严重阻碍了对小麦基因、QTL的研究以及它们在育种中的进一步应用。近期在小麦基因组和反向遗传学方面的研究进展，包括高质量参考基因组序列的获得和基因编辑技术的应用，将会有助于进一步解密植物适应外界气候环境相关的基因功能和其调控网络，从而将相关的研究结果应用于抗旱育种中。

表1 干旱有关的QTL

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上表的QTL有些位于第五部分同源群，有兴趣的可以看看与VRN1的关系。

表2 转录组和蛋白组鉴定出的与干旱相关的基因

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表3 转录激活因子参与调节干旱响应的例子

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表4 含有EAR基序的转录抑制子参与调节干旱响应的例子

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