Molecular Plant:浙江大学农学院宋士勇课题组揭示水稻干旱应答的新机制

水稻作为全世界重要的粮食作物，为全世界近一半人口提供主食，也是我国主要的粮食作物之一。然而，随着全球气候变化加剧和人口的不断增长，农业用水需求的增加以及可利用淡水量的降低，干旱胁迫已经成为全世界范围内影响作物生产的最重要的环境因子，严重威胁粮食安全。过去十年中，全球因干旱造成的农作物减产约300亿美元。因此，在人口压力和全球气候变化加剧以及淡水资源匮乏的今天，加强作物对干旱等胁迫应答机制的研究，挖掘水稻关键逆境应答因子并解析其作用机制，对改良作物耐逆性品质和培育抗逆品种具有重要的科学意义。

 

近日，植物学著名期刊Molecular Plant在线发表了浙江大学农学院宋士勇团队“The OsFTIP6-OsHB22-OsMYBR57 module regulates drought response in rice”的研究论文，揭示了OsFTIP6-OsHB22-OsMYBR57分子模块参与水稻干旱应答的新机制，对于水稻遗传改良具有重要意义。

 

宋士勇研究员团队筛选分离到一个干旱敏感的突变体—Osmybr57，利用RNA-seq和ChIP-seq技术，发现OsMYBR57可以直接调控干旱响应的关键基因OsbZIPs如OsbZIP23/66/72以响应干旱胁迫。随后筛选获得了OsMYBR57的互作蛋白—OsHB22（homeobox家族成员），Oshb22突变体也表现出干旱敏感。在水稻遭遇干旱胁迫时，OsMYBR57和OsHB22均被诱导，进而协同调控OsbZIPs表达，OsbZIPs激活OsLEA3和Rab21的表达提供水稻的抗旱能力。随后，还通过IP-LC-MS/MS获得了OsHB22的互作蛋白OsFTIP6，揭示了干旱胁迫下OsFTIP6与OsHB22互作并促进OsHB22从细胞质到细胞核的移动，随后OsHB22与OsMYBR57互作协同调控下游基因表达进行干旱响应。该研究揭示了干旱胁迫下OsFTIP6介导的OsHB22的核质穿梭模式以及OsHB22-OsMYBR57介导的转录调控模式协同调控抗旱基因如OsbZIPs、OsLEA3和Rab21的表达，阐明了OsFTIP6-OsHB22-OsMYBR57分子模块介导水稻干旱响应的机制。

 

杨丽佳博士研究生和陈颖研究员为第一作者，宋士勇研究员为通讯作者。新加坡国立大学俞皓院士、水稻所钱前院士和福建农林大学吕培涛教授等提供了诸多建议和帮助。非常感谢舒庆尧教授、张国平教授、张天真教授、作物学科和农学院的大力支持和帮助。该研究得到了国家自然科学基金项目、浙江省杰青项目、浙江省创新创业团队引进培育计划和浙江省重点研发计划的资助。