近日，西北農(nóng)林科技大學玉米生物學與遺傳育種團隊聯(lián)合華中農(nóng)業(yè)大學玉米團隊在國際知名期刊《PLANT PHYSIOLOGY》發(fā)表題為“Manipulation of the central autophagy component ZmATG8c affects thermotolerance in maize”的研究論文。研究初步揭示了ZmGBF1-ZmATG8c模塊通過自噬途徑調(diào)控玉米耐熱性的分子機制。

 

　　隨著全球氣溫持續(xù)升高，造成對農(nóng)作物生產(chǎn)重大威脅。自噬作為促進植物在脅迫條件下存活的關(guān)鍵分解代謝過程，其中ATG8蛋白在植物自噬中發(fā)揮核心作用，但特定ATG8亞型對耐熱性的調(diào)控機制尚不明確。本研究發(fā)現(xiàn) ZmATG8c 基因的熱誘導表達能顯著增強植株在營養(yǎng)生長和生殖生長階段的耐熱性。 ZmATG8c 敲除突變體在熱脅迫下表現(xiàn)出幼苗存活率和籽粒產(chǎn)量顯著下降，而過表達植株則呈現(xiàn)自噬體形成增加、ATG8蛋白水平升高、泛素化蛋白聚集體減少等特征，從而表現(xiàn)出更強耐熱性。進一步研究發(fā)現(xiàn)，熱誘導轉(zhuǎn)錄因子 ZmGBF1 可直接結(jié)合 ZmATG8c 啟動子并激活其表達。玉米 gbf1 突變體中 ZmATG8c 的熱誘導表達顯著受抑，導致植株熱敏感性增強。本研究首次闡明ZmATG8c-ZmGBF1分子模塊通過調(diào)控自噬途徑介導玉米耐熱性的新機制，為培育耐熱型玉米品種提供了重要分子靶點。

 

　　西北農(nóng)林科技大學農(nóng)學院薛吉全教授、徐淑兔副教授為本論文通訊作者，博士研究生馬麗為論文第一作者，張興華研究員、王哲副教授、朱萬超副教授以及華中農(nóng)業(yè)大學玉米團隊李青教授參與了研究指導。本研究得到國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-02）和陜西省中央引導地方資金項目（2024ZY-CGZY-17）的資助。

 

　　全文鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf299