植物所秦峰组在玉米耐旱基因克隆研究方面取得新进展
图：82-bp的微型转座子（MITE）通过RNA介导的DNA和组蛋白的甲基化抑制ZmNAC111的表达模式图
玉米目前是我国第一大作物，而其生产常常受到干旱等自然灾害的威胁，在干旱严重的年份或区域造玉米生产面临绝收的危险。研究和发掘控制玉米耐旱性的遗传位点，克隆玉米耐旱基因，揭示其生物学功能的分子机理具有重要的研究价值。
本研究利用全球不同地区的玉米材料组成的自然变异群体，运用全基因组关联分析研究策略，发现一个位于玉米第10染色体上的一个编码NAC转录因子的基因（ZmNAC111）对玉米耐旱性其到了重要作用。进一步的研究发现在干旱敏感的材料中，该基因启动子区域携带一个82-bp的微型转座子的插入。该转座子能通过产生小RNA分子介导ZmNAC111基因启动子区域的DNA和组蛋白甲基化，从而抑制基因的表达。而在耐旱的玉米材料中，ZmNAC111启动子区域没有这个转座子的插入。提高ZmNAC111的表达量，能促进干旱胁迫下的叶片气孔关闭，提高水分利用效率，从而增强玉米耐旱能力。研究还发现，该转座子的插入可能发生在玉米由其野生种大刍草驯化过程之后，并推测该位点可能在玉米由热带向温带驯化过程中受到人工选择。该研究成果为玉米耐旱性的遗传改良、对基于分子设计培育玉米耐旱新品种具有重要的意义。
研究成果于9月21日在线发表于Nature Communications期刊 (doi: 10.1038/ncomms9326.)。秦峰研究组毛虎德博士生为该文的第一作者。本研究得到了国家自然科学基金面上项目、国家“973”项目、和中科院分子模块设计育种先导科技专项的资助。
玉米目前是我国第一大作物，而其生产常常受到干旱等自然灾害的威胁，在干旱严重的年份或区域造玉米生产面临绝收的危险。研究和发掘控制玉米耐旱性的遗传位点，克隆玉米耐旱基因，揭示其生物学功能的分子机理具有重要的研究价值。
本研究利用全球不同地区的玉米材料组成的自然变异群体，运用全基因组关联分析研究策略，发现一个位于玉米第10染色体上的一个编码NAC转录因子的基因（ZmNAC111）对玉米耐旱性其到了重要作用。进一步的研究发现在干旱敏感的材料中，该基因启动子区域携带一个82-bp的微型转座子的插入。该转座子能通过产生小RNA分子介导ZmNAC111基因启动子区域的DNA和组蛋白甲基化，从而抑制基因的表达。而在耐旱的玉米材料中，ZmNAC111启动子区域没有这个转座子的插入。提高ZmNAC111的表达量，能促进干旱胁迫下的叶片气孔关闭，提高水分利用效率，从而增强玉米耐旱能力。研究还发现，该转座子的插入可能发生在玉米由其野生种大刍草驯化过程之后，并推测该位点可能在玉米由热带向温带驯化过程中受到人工选择。该研究成果为玉米耐旱性的遗传改良、对基于分子设计培育玉米耐旱新品种具有重要的意义。
研究成果于9月21日在线发表于Nature Communications期刊 (doi: 10.1038/ncomms9326.)。秦峰研究组毛虎德博士生为该文的第一作者。本研究得到了国家自然科学基金面上项目、国家“973”项目、和中科院分子模块设计育种先导科技专项的资助。