近日,西北农林科技大学汪勇副教授在《Plant Physiology》期刊上发表题为“Wheat TaMYB96-2D positively regulates glaucousness and drought tolerance by promoting cuticular wax accumulation”的研究成果。已毕业的硕士研究生李翀照、在读硕士研究生赵琦琦和罗茜为论文共同第一作者,农学院汪勇副教授为论文通讯作者。

该研究发现,与野生型相比,TaMYB96-2A/2B/2D的三基因编辑系呈现出绿色的蜡质表型,而TaMYB96-2D的过量表达系展现出更严重的白霜表型。蜡质含量测定表明编辑系中旗叶、叶鞘、穗颈节和颖壳的蜡质总量显著低于野生型,尤其是二酮的含量极大地降低。相反地,过量表达系中旗叶、叶鞘、穗颈节和颖壳的蜡质总量显著高于野生型。扫描电镜观察揭示编辑系的旗叶远轴面、叶鞘、穗颈节和颖壳呈光滑的表面,无蜡质晶体附着;而野生型和过量表达系的旗叶远轴面、叶鞘、穗颈节和颖壳表面附着大量管状晶体。此外,TaMYB96-2D的过量表达还导致了离体失水率和叶绿素浸出率的降低及抗旱性增强,但TaMYB96-2A/2B/2D编辑系的离体失水率升高、叶绿素渗透率增加且抗旱性降低。酵母单杂、双荧光素酶、GUS活性和ChIP-qPCR实验均表明:TaMYB96-2D能够直接结合到三个二酮生物合成基因TaDMH、TaDMP和TaDMC启动子区正向调控其表达。

打开网易新闻 查看精彩图片

图2 TaMYB96-2D调控小麦表皮蜡质生物合成的模型图

TaMYB96-2D通过结合到小麦蜡质合成基因TaFARs、TaCER1s、TaDMH、TaDMP和TaDMC的启动子区直接激活它们的表达,进而促进了小麦表皮蜡质的正常积累,因此野生型小麦的植株呈现白霜型外观。