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科學家研究發現棉花耐旱新機制

作者:   文章來源:中國農業科學院棉花研究所   發表時間:2022-09-20    點擊量:

  近日,中國農業科學院棉花研究所棉花功能基因組團隊開展了干旱脅迫下棉花的應激響應機制研究,利用轉錄組數據挖掘出GhCNX6基因并進行功能驗證,發現GhCNX6基因可以調控內質網應激螺紋的形成從而提高棉花的抗旱能力,為棉花干旱脅迫分子機理研究提供了新依據。相關研究結果發表在《環境與實驗植物學(Environmental and Experimental Botany)》上。

  干旱脅迫會導致棉花萎蔫、發育遲緩,最終降低棉花產量。內質網是細胞內除核酸以外的一系列重要的物質,如蛋白質、脂類(如甘油三酯)和糖類合成的基地。在小麥中的研究表明內質網應激可以調控小麥適應干旱和低溫脅迫,而在棉花抗旱方面的研究尚未見報道。研究內質網應激在棉花應對干旱脅迫過程中的分子機制對旱地植棉具有一定的理論意義。

  該研究發現在干旱脅迫下,內質網螺紋結構可作為細胞水平干旱脅迫損傷修復的標志物。研究人員對利用轉錄組數據挖掘出的與內質網螺紋結構相關的GhCNX6基因進行了功能驗證,利用病毒誘導的基因沉默技術(VIGS)將棉花的GhCNX6基因沉默后,對植株進行干旱脅迫處理,結果發現基因沉默植株較對照植株更加萎蔫,葉綠素含量下降,電導率和MDA含量升高,內質網螺紋增多。在擬南芥中過表達GhCNX6基因后,發現過表達植株的抗旱性顯著增強。研究結果表明GhCNX6基因可以調控內質網螺紋的形成從而提高棉花的抗旱能力。該研究為棉花及其他植物干旱脅迫的研究提供了分子基礎和新思路,為培育抗旱棉花新種質提供了新的理論依據。

  該研究得到國家現代農業產業技術體系、中國農業科學院科技創新工程等項目資助。(通訊員 梁冰)

  原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2022.105062

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