Plant Journal | 安徽农业大学武健东课题组揭示玉米抗旱性调控机制 ...

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近日，安徽农业大学武健东教授课题组在The Plant Journal上在线发表了题为The transcription factor ZmMYB3R targets CYCB1;2 to modulate maize drought tolerance的研究论文。该研究系统揭示了转录因子ZmMYB3R通过靶向B型细胞周期蛋白基因CYCB1;2，协同调控根系发育、气孔运动与抗氧化防御，从而增强玉米抗旱性的分子机制，为玉米抗旱分子育种提供了重要理论依据和新基因资源。
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/ b& Y1 Q  j$ B7 i玉米是全球重要的粮食作物，干旱胁迫严重制约其高产和稳产。解析玉米抗旱的遗传基础，发掘关键调控基因，对保障玉米粮食安全生产具有重要意义。团队前期研究鉴定到一个受干旱和ABA信号显著诱导表达的转录因子ZmMYB3R，该研究继续通过创制CRISPR-Cas9敲除突变体和过表达材料，研究人员证实ZmMYB3R正调控玉米抗旱性：过表达株系存活率显著高于野生型，而突变体则表现为干旱超敏感。
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7 K& N; X# j5 q5 R图1. MYB3R正调控玉米的耐旱性
1 `, ^' k* n+ n8 H为解析其调控网络，本研究通过DNA亲和纯化测序（DAP-seq）结合转录组测序（RNA-seq）分析，筛选到104个重要调控靶基因，ZmMYB3R偏好结合MSA（核心序列AACGG）元件。其中，B型细胞周期蛋白基因CYCB1;2被证实为关键靶基因：ZmMYB3R直接结合其启动子MSA基序并激活转录。酵母单杂交、双荧光素酶报告及EMSA实验均验证了该结合特异性。遗传学分析显示，CYCB1;2敲除突变体与myb3r突变体表现出相似的表型，包括根系发育受阻、气孔开度增大及抗氧化酶活性下降，导致抗旱性显著降低，证明其作为下游关键靶基因介导MYB3R的抗旱功能。

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图2. MYB3R直接靶向CYCB1;2并激活其表达
0 S* R3 G7 k1 V  M综上，该研究建立了ZmMYB3R-CYCB1;2调控模型——干旱诱导MYB3R表达，进而激活CYCB1;2转录，协同促进根系发育、气孔优化与抗氧化防御，最终增强抗旱性。此模块将细胞周期调控与干旱适应性偶联，为玉米抗旱分子设计育种提供了新的理论支持。


图3. CYCB1;2功能缺失降低玉米耐旱性
! p9 x; R' C, E安徽农业大学农学院博士后郭康、已毕业博士生蒋迎利和硕士生郭宇欣为论文共同第一作者，武健东教授、吴承云副教授和李晓玉教授为共同通讯作者，安徽农业大学为唯一作者单位。该研究得到了程备久教授的指导、和国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、安徽省科技创新攻坚计划等项目的资助。
6 `: z: B0 S9 Q- a论文链接：
- Y' G6 ?! k, h3 i  `( L0 Dhttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.71089