转录因子ZmMYB153通过ABA信号调节气孔运动增强玉米苗期抗旱性

文献类型： 中文期刊

第一作者： 张建鹏

作者： 张建鹏;王国瑞;别海;叶飞宇;马晨晨;梁小菡;鲁晓民;尚霄丽;曹丽茹

作者机构：

关键词： 玉米;MYB;干旱;气孔;ABA

期刊名称： 作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2025 年 51 卷 007 期

页码： 1827-1837

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 干旱影响玉米的生长与发育,最终导致产量损失。为挖掘玉米抗旱关键基因并解析其抗旱分子机制,从玉米干旱-复水转录组中鉴定到1个响应干旱胁迫基因GRMZM2G050550,命名为ZmMYB153。基因进化树及亚细胞定位分析发现,ZmMYB153蛋白与其他物种中的同源蛋白具有高度的相似性,ZmMYB153定位在细胞核中。组织表达模式分析显示,该基因在叶片中的表达量最高。PEG模拟干旱条件下,ZmMYB153基因的表达水平显著上升。脱落酸(abscisic acid, ABA)处理条件下,该基因的表达呈现出先升后降的趋势。通过分析干旱胁迫下不同抗旱强度自交系中ZmMYB153基因的表达量,发现该基因在强抗旱玉米自交系郑6722(Z6722)中的表达量显著高于其在中抗旱玉米自交系B73中的表达量。为进一步验证ZmMYB153基因的生物学功能,利用转基因技术获得该基因的过表达株系。干旱胁迫后,与野生型(wild type, WT)相比,过表达ZmMYB153植株(overexpression line-1, OE-1; overexpression line-2,OE-2)具有较高的叶片相对含水量(relative water content, RWC),超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)等氧化酶酶活性,具有较低的离子渗透率以及丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量。通过观察干旱条件下的叶片气孔状态,发现过表达ZmMYB153株系的气孔闭合程度显著高于WT,失水率显著低于WT。这些结果表明,ZmMYB153基因具有正向调节玉米响应干旱胁迫的功能。干旱胁迫下的ZmNYB153过表达株系中ABA信号通路相关基因ZmABI1和ZmPYL10的表达水平被显著上调或者下调,气孔运动相关基因ZmSLAC1的表达量显著高于WT。综上所述, ZmMYB153基因可能通过参与ABA信号途径,调节叶片气孔活动,从而影响植物的干旱耐受性。

分类号： S513

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