BMC Genomics：青稞抗旱機(jī)理研究獲進(jìn)展

干旱是嚴(yán)重影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的最主要非生物脅迫因素之一。世界范圍內(nèi)，干旱造成的作物減產(chǎn)超過病蟲害和其他自然災(zāi)害的總和。青藏高原海拔落差大，氣候類型多樣。在長期的自然選擇和人工馴化下，青稞（Hordeum vulgare ssp. nudum）形成了對高原復(fù)雜環(huán)境的良好適應(yīng)性，是作物抗逆改良的重要遺傳資源。然而，青稞抗逆分子機(jī)理的研究明顯滯后于其他作物，與抗逆相關(guān)的基因并未被發(fā)掘。

中國科學(xué)院成都生物研究所余懋群課題組助理研究員梁俊俊利用轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)，對抗旱和敏感青稞材料在干旱脅迫下的基因表達(dá)差異進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在干旱脅迫下，抗旱材料隨脅迫時(shí)間增加，表達(dá)上調(diào)的基因數(shù)量明顯多于敏感材料，尤其是輕度干旱脅迫時(shí)二者間差異更大。差異表達(dá)基因主要集中在三羧酸循環(huán)、精氨酸和脯氨酸代謝、自然殺傷細(xì)胞調(diào)控的細(xì)胞毒性作用、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的蛋白質(zhì)合成和加工、長鏈脂肪酸代謝、光合作用、光合作用碳固定等途徑中。這些結(jié)果表明，抗旱材料在干旱脅迫下主要通過提前感知脅迫信號(hào)并進(jìn)行傳導(dǎo)、降低光合作用、增加能量及小分子中間產(chǎn)物供給、保證蛋白質(zhì)合成及加工的正確性、增加蠟質(zhì)合成等方式抵御干旱。此外，該研究從海量的分析數(shù)據(jù)中挖掘出可能與青稞抗旱相關(guān)的候選基因56個(gè)。

該研究**對快速干旱脅迫下的兩份抗旱性差異顯著的青稞材料間的基因表達(dá)差異情況進(jìn)行分析比較，發(fā)現(xiàn)了數(shù)個(gè)與青稞抗旱密切相關(guān)的途徑，發(fā)掘了大量的抗旱候選基因，為進(jìn)一步深入研究作物抗旱機(jī)理，有效利用抗旱基因培育抗旱新品種提供了支持。

相關(guān)研究成果以Dehydration induced transcriptomic responses in two Tibetan hulless barley (Hordeum vulgare var. nudum) accessions distinguished by drought tolerance為題，發(fā)表在BMC Genomics上。研究工作獲得國家轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、科學(xué)院西部之光西部博士項(xiàng)目的支持。