近日,玉米研究所卢艳丽教授团队在植物学领域经典期刊《Plant Journal》发表题为《Maize ZmBES1/BZR1-4 recruits ZmTLP5 to regulate drought tolerance and seed development by regulatingZmPum6andZmMBP1》的研究论文,揭示了玉米ZmBES1/BZR1-4转录因子调控耐旱性和种子发育的功能与机制。
该研究发现,玉米ZmBES1/BZR1-4基因表达响应干旱胁迫,且在授粉后25天的胚、籽粒中高表达,暗示其可能参与调控耐旱性和种子发育。过量表达ZmBES1/BZR1-4的拟南芥、水稻和玉米株系均表现出耐旱性显著降低,籽粒粒长、粒宽及粒重显著增加。相反,两个zmbes1/bzr1-4突变体均表现出耐旱性增强,籽粒粒长、粒宽和粒重显著降低。同时,过表达玉米株系的抗性淀粉及不饱和脂肪酸含量发生显著变化。进一步研究表明,ZmBES1/BZR1-4直接结合下游靶基因ZmPum6和ZmMBP1启动子区E-box元件并激活其转录,且通过招募ZmTLP5蛋白增强其靶基因表达。同时,过表达ZmPum6和ZmMBP1均正向调控籽粒大小,而过表达ZmPum6负调控耐旱性。研究结果为玉米遗传改良提供了重要理论依据。
ZmBES1/BZR1-4调控玉米耐旱性和种子发育的工作模型
四川农业大学玉米研究所于好强副教授为论文的通讯作者,已毕业博士生冯文奇(现为四川大学博士后)和在读硕士研究生周昱翰为论文的共同第一作者。玉米研究所卢艳丽教授和付凤玲教授为该项工作提供了重要指导。本项研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金及四川省自然科学基金等项目的联合资助。