近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所棉花功能基因組團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了干旱脅迫下棉花的應(yīng)激響應(yīng)機(jī)制研究，利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)挖掘出GhCNX6基因并進(jìn)行功能驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)GhCNX6基因可以調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)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(jī)理研究提供了新依據(jù)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《環(huán)境與實(shí)驗(yàn)植物學(xué)（Environmental and Experimental Botany）》上。
干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致棉花萎蔫、發(fā)育遲緩，最終降低棉花產(chǎn)量。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)除核酸以外的一系列重要的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、脂類(lèi)(如甘油三酯)和糖類(lèi)合成的基地。在小麥中的研究表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可以調(diào)控小麥適應(yīng)干旱和低溫脅迫，而在棉花抗旱方面的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。研究?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在棉花應(yīng)對(duì)干旱脅迫過(guò)程中的分子機(jī)制對(duì)旱地植棉具有一定的理論意義。
該研究發(fā)現(xiàn)在干旱脅迫下，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)螺紋結(jié)構(gòu)可作為細(xì)胞水平干旱脅迫損傷修復(fù)的標(biāo)志物。研究人員對(duì)利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)挖掘出的與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)螺紋結(jié)構(gòu)相關(guān)的GhCNX6基因進(jìn)行了功能驗(yàn)證，利用病毒誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)（VIGS）將棉花的GhCNX6基因沉默后，對(duì)植株進(jìn)行干旱脅迫處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)基因沉默植株較對(duì)照植株更加萎蔫，葉綠素含量下降，電導(dǎo)率和MDA含量升高，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)螺紋增多。在擬南芥中過(guò)表達(dá)GhCNX6基因后，發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)植株的抗旱性顯著增強(qiáng)。研究結(jié)果表明GhCNX6基因可以調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)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(chǔ)和新思路，為培育抗旱棉花新種質(zhì)提供了新的理論依據(jù)。
該研究得到國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。（通訊員 梁冰）
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2022.105062
