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研究发现棉花耐旱新机制

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  近日,亚搏电子竞技官方棉花研究所棉花功能基因组团队开展了干旱胁迫下棉花的应激响应机制研究,利用转录组数据挖掘出GhCNX6基因并进行功能验证,发现GhCNX6基因可以调控内质网应激螺纹的形成从而提高棉花的抗旱能力,为棉花干旱胁迫分子机理研究提供了新依据。相关研究结果发表在《环境与实验植物学(Environmental and Experimental Botany)》上。

  干旱胁迫会导致棉花萎蔫、发育迟缓,最终降低棉花产量。内质网是细胞内除核酸以外的一系列重要的物质,如蛋白质、脂类(如甘油三酯)和糖类合成的基地。在小麦中的研究表明内质网应激可以调控小麦适应干旱和低温胁迫,而在棉花抗旱方面的研究尚未见报道。研究内质网应激在棉花应对干旱胁迫过程中的分子机制对旱地植棉具有一定的理论意义。

  该研究发现在干旱胁迫下,内质网螺纹结构可作为细胞水平干旱胁迫损伤修复的标志物。研究人员对利用转录组数据挖掘出的与内质网螺纹结构相关的GhCNX6基因进行了功能验证,利用病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)将棉花的GhCNX6基因沉默后,对植株进行干旱胁迫处理,结果发现基因沉默植株较对照植株更加萎蔫,叶绿素含量下降,电导率和MDA含量升高,内质网螺纹增多。在拟南芥中过表达GhCNX6基因后,发现过表达植株的抗旱性显著增强。研究结果表明GhCNX6基因可以调控内质网螺纹的形成从而提高棉花的抗旱能力。该研究为棉花及其他植物干旱胁迫的研究提供了分子基础和新思路,为培育抗旱棉花新种质提供了新的理论依据。

  该研究得到国家现代农业产业技术体系、亚搏电子竞技官方科技创新工程等项目资助。(通讯员 梁冰)

  原文链接:https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2022.105062

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