本文關(guān)鍵詞：Nature Genetics，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

生物通報道  來自中國科學(xué)院植物研究所、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等處的研究人員證實，ZmVPP1基因遺傳變異有助于玉米幼苗抗旱性。這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)布在8月15日的《自然遺傳學(xué)》（Nature Genetics）雜志上。

中國科學(xué)院植物研究所的秦峰(Feng Qin)研究員，和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的楊小紅(Xiaohong Yang)教授是這篇論文的共同通訊作者。秦峰研究員的主要研究工作則包括：玉米抗旱基因的克隆和功能分析,RING類型蛋白泛素化E3 連接酶在植物抗逆和發(fā)育中的作用。近年來在Plant Cell、Plant Journal、Plant Physiology、PNAS上發(fā)表論文數(shù)十篇。楊小紅教授的主要研究方向包括玉米籽粒營養(yǎng)品質(zhì)和主要產(chǎn)量性狀的遺傳基礎(chǔ)研究，玉米籽粒營養(yǎng)品質(zhì)和主要產(chǎn)量性狀的分子育種。

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干旱脅迫常常影響作物的生長發(fā)育，造成作物嚴(yán)重減產(chǎn)。全球干旱、半干旱地區(qū)約占土地總面積的36%，占耕地面積的43%。我國的干旱、半干旱地區(qū)主要分布在華北、西北和內(nèi)蒙古等地區(qū)，其面積約占全國土地面積的二分之一，干旱對農(nóng)作物造成的損失在所有非生物脅迫中占首位。玉米是我國的第三大糧食作物（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)嚴(yán)建兵教授Cell子刊發(fā)布新成果 ），又是需水較多、對水分脅迫比較敏感的作物，干旱是影響玉米產(chǎn)量的重要限制因素，一般可使玉米減產(chǎn)20-30%。因此，如何盡快改良玉米品種，，提高其抗旱性和準(zhǔn)確地鑒定其抗旱性，成為玉米遺傳育種工作者關(guān)注的重要課題。

2013年，秦峰研究組以玉米ZmDREB基因家族為研究對象，對玉米B73基因組進行了全面分析，分離克隆了18個ZmDREB基因。研究發(fā)現(xiàn)，ZmDREB2.7基因與玉米抗旱性的遺傳變異呈現(xiàn)極顯著相關(guān)，說明該基因是玉米中重要的抗旱基因。這一發(fā)表在PLoS Genetics上的研究成果為玉米耐旱的分子設(shè)計育種提供了新的基因資源和選擇靶點（玉米耐旱性相關(guān)基因研究中取得新進展）。

2015年，秦峰研究員領(lǐng)導(dǎo)中國科學(xué)院植物研究所的研究人員通過全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）發(fā)現(xiàn)，微小反向重復(fù)轉(zhuǎn)座子（MITE）插入NAC基因（ZmNAC111）的啟動子，與玉米抗旱性的天然變異有緊密的關(guān)系。這一成果發(fā)表在Nature Communications雜志上（中科院秦峰Nature子刊發(fā)表GWAS研究新成果）。

在這篇Nature Genetics新文章中，研究人員報告稱通過在幼苗期對玉米耐旱性進行GWAS研究鑒別出了83個遺傳變異，42個候選基因。植物液泡焦磷酸酶(vacuolar pyrophosphatase, VPP)是結(jié)合在植物液泡膜上的一類焦磷酸酶,具有焦磷酸酶活性和質(zhì)子泵功能�？梢詫⒔沽姿岱纸�,把H+從細(xì)胞質(zhì)泵入到液泡中,建立起跨膜H+梯度,為Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運蛋白提供動力。研究人員發(fā)現(xiàn)，GWAS峰值信號表明一種液泡型H+焦磷酸酶的編碼基因ZmVPP1其遺傳變異最顯著地有助于耐旱性狀。

進一步分析證實，該基因啟動子區(qū)域一個366-bp的插入，其包含3個MYB順式調(diào)控元件，在耐旱基因型中導(dǎo)致了干旱可誘導(dǎo)的ZmVPP1表達(dá)。ZmVPP1表達(dá)增高的轉(zhuǎn)基因玉米顯示耐旱性增強，其極有可能是由于提高了光合效率和根系發(fā)育所致。

因此，這一信息提供了有關(guān)玉米耐旱性遺傳變異的一些重要遺傳學(xué)見解。鑒別出的位點或基因可以作為遺傳工程和玉米性狀改良選擇的直接靶點。

（生物通：何嬙）

生物通推薦原文摘要：

Genetic variation in ZmVPP1 contributes to drought tolerance in maize seedlings

Maize production is threatened by drought stress worldwide. Identification of the genetic components underlying drought tolerance in maize is of great importance. Here we report a genome-wide association study (GWAS) of maize drought tolerance at the seedling stage that identified 83 genetic variants, which were resolved to 42 candidate genes……

作者簡介：

秦峰

女，博士，研究員，博士生導(dǎo)師。 
       
1975年10月出生于湖北省武漢市，1998年和2001年在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獲學(xué)士和碩士學(xué)位，2004年在清華大學(xué)獲博士學(xué)位。2004年至2010年在日本國際農(nóng)林水產(chǎn)業(yè)研究中心從事博士后研究工作。2010年入選中國科學(xué)院“百人計劃”，任中國科學(xué)院植物研究所研究員。近年來在Plant Cell、Plant Journal、Plant Physiology、PNAS上發(fā)表論文數(shù)十篇。

主要研究工作：
1．玉米抗旱基因的克隆和功能分析; 2．RING類型蛋白泛素化E3 連接酶在植物抗逆和發(fā)育中的作用

楊小紅

2015.12至今 中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 教授、博導(dǎo)兼碩導(dǎo)
2011.03-2014.12 中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 副教授、博導(dǎo)
2008.07-2011.02 　   中國農(nóng)業(yè)大學(xué)                    博士后
2010.12        　   美國康乃爾大學(xué)                  訪問學(xué)者
2010.10-2010.11　    美國密西根州立大學(xué)              訪問學(xué)者
2008.10-2009.02      國際玉米小麥改良中心            訪問學(xué)者
2002.08-2008.06 　   中國農(nóng)業(yè)大學(xué)　　                碩士、博士
1998.09-2002.07 　   中國農(nóng)業(yè)大學(xué)                    學(xué)士

研究方向
1．玉米籽粒營養(yǎng)品質(zhì)和主要產(chǎn)量性狀的遺傳基礎(chǔ)研究
2．玉米籽粒營養(yǎng)品質(zhì)和主要產(chǎn)量性狀的分子育種

  本文關(guān)鍵詞：Nature Genetics，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。