遗传

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Nature | SAUR基因通过促进花丝伸长增强玉米干旱适应性

贾昊霖,宋任涛   

  1. 中国农业大学
  • 发布日期:2026-06-23

  • Online:2026-06-23

摘要: 干旱胁迫严重威胁玉米产量,尤其在开花期,干旱会导致雌雄花序发育不同步,延长开花-吐丝间隔(anthesis-silking interval,ASI),进而影响授粉和结实。尽管ASI是衡量玉米干旱适应性的重要指标,但其遗传调控机制长期未知。2026年5月20日,中国农业大学秦峰团队在Nature上在线发表了题为“A SAUR gene enhances maize drought resilience by promoting silk elongation”的研究论文(doi: 10.1038/s41586-026-10566-9)。该研究通过图位克隆方法鉴定到一个调控玉米ASI的数量性状位点qDR9,其因果基因为ZmSAUR72,编码小分子生长素上调RNA(SAUR)蛋白,在花丝中高表达,并受干旱抑制。研究发现,ZmSAUR72与质膜定位的D亚族蛋白磷酸酶2C(ZmPP2C-D1/D2)相互作用,抑制其磷酸酶活性,从而增强质膜H⁺-ATPase活性,促进花丝细胞伸长,缩短干旱条件下的ASI。在ZmSAUR72启动子区域存在609 bp的类hAT转座子插入,该插入通过诱导CHH甲基化抑制基因表达。无该插入的有利等位株系在干旱下花丝更长、ASI更短、产量更稳定,且正常条件下无产量代价。在1,011份玉米种质中,约20%携带不利等位基因,提示通过选择有利等位基因或基因编辑敲除ZmPP2C-D1可有效提高玉米抗旱性。该研究不仅揭示了SAUR基因调控花丝伸长的分子机制,还为培育耐旱玉米品种提供了重要的基因资源。