干旱和盐分是影响农作物产量的主要非生物胁迫条件之一。来自华中农业大学生命科学与技术学院以及国家植物基因研究中心作物遗传改良国家重点实验室的研究人员发现,胁迫应答基因SNAC1(STRESS-RESPONSIVE NAC 1)的过表达可以显著增强转基因水稻对干旱胁迫环境的抗逆性。这一研究成果已于8月21日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。
该研究由华中农业大学的熊立仲教授及张启发院士等人共同主持。研究团队通过DNA芯片等技术,发现SNAC1基因的过量表达在极端干旱条件下,可以显著提高转基因水稻的抗旱性,而不影响其表型和产量——与对照组相比,种子结实率提高了22%至34%。此外,该转基因水稻在植物生长阶段也表现出显著的抗旱性和耐盐性。
与野生型水稻相比,研究人员发现转基因水稻对脱落酸的敏感性更高,并通过关闭更多的气孔来更好地保持水分,然而光合作用率并未出现明显变化。研究还表明,保卫细胞中的SNAC1在干旱条件下会被显著诱导表达,编码出NAM, ATAF, and CUC (NAC)转录因子。芯片分析结果显示,众多胁迫相关基因在SNAC1过表达水稻中受到正调控。因此,研究人员认为SNAC1基因可以用于提高水稻的抗旱和抗盐能力。