PBJ | 中国农大贺岩/周于毅课题组首次在玉米自然群体中鉴定到调控叶片气孔密度的关键基因

近日，Plant Biotechnology Journal杂志在线发表了中国农业大学农学院贺岩教授、周于毅副教授题为 “Natural polymorphisms in ZmIRX15A affect water-use efficiency by modulating stomatal density in maize” 的研究论文。该论文通过全基因组关联分析，首次在玉米自然群体中揭示了调控叶片气孔密度的基因ZmIRX15A (Irregular xylem 15A)。研究表明外显子上3bp插入变异(InDel1089)通过影响mRNA二级结构从而调节ZmIRX15A 的翻译效率，最终解释了群体水平上气孔密度多样性。气孔是植物水分散失的重要通道，该研究对作物节水高效提供了技术支持。

ZmIRX15A功能缺失突变导致气孔密度显著增加，表明该基因为气孔密度的负调控因子。为了阐明气孔密度变异是否有助于抗旱性，作者将其与前期研究中的干旱存活率进行相关性分析。结果表明，SS亚群的存活率与SD呈负相关，但在TST亚群中与SD呈正相关。同时离体叶片散失速率实验揭示ZmIRX15A可能负调控玉米幼苗的抗旱性。最后，干旱处理下野生型和突变体玉米苗期的光合相关数据表明，ZmIRX15A通过改变蒸腾速率和气孔导度，而不改变光合速率和细胞间CO2浓度，从而调节植物水分利用效率。

该研究由中国农业大学农学院作物化控中心周于毅副教授，国家玉米改良中心贺岩教授团队合作完成。周于毅副教授和贺岩教授为该论文的通讯作者，博士研究生张坤和薛明为该论文的共同第一作者，中国农业大学生物学院秦峰教授也参与了此项研究。本研究得到了国家重点研发计划（2022YFD1900503, 2021YFD1201003-2）的资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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