本网讯 近日，学校农学院、作物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室武健东教授团队联合李晓玉教授在国际知名期刊《The Plant Journal》上在线发表题为“The transcription factor ZmMYB3R targets CYCB1;2 to modulate maize drought tolerance”的最新研究成果。该研究系统揭示了转录因子ZmMYB3R通过靶向B型细胞周期蛋白基因CYCB1;2，协同调控根系发育、气孔运动与抗氧化防御，从而增强玉米抗旱性的分子机制，为玉米抗旱分子育种提供了重要理论依据和新基因资源。
玉米是全球重要的粮食作物，干旱胁迫严重制约其高产和稳产。解析玉米抗旱的遗传基础，发掘关键调控基因，对保障玉米粮食安全生产具有重要意义。团队前期研究鉴定到一个受干旱和ABA信号显著诱导表达的转录因子ZmMYB3R，该研究继续通过创制CRISPR-Cas9敲除突变体和过表达材料，研究人员证实ZmMYB3R正调控玉米抗旱性：过表达株系存活率显著高于野生型，而突变体则表现为干旱超敏感。
图1. MYB3R正调控玉米的耐旱性
为解析其调控网络，本研究通过DNA亲和纯化测序（DAP-seq）结合转录组测序（RNA-seq）分析，筛选到104个重要调控靶基因，ZmMYB3R偏好结合MSA（核心序列AACGG）元件。其中，B型细胞周期蛋白基因CYCB1;2被证实为关键靶基因：ZmMYB3R直接结合其启动子MSA基序并激活转录。酵母单杂交、双荧光素酶报告及EMSA实验均验证了该结合特异性。遗传学分析显示，CYCB1;2敲除突变体与myb3r突变体表现出相似的表型，包括根系发育受阻、气孔开度增大及抗氧化酶活性下降，导致抗旱性显著降低，证明其作为下游关键靶基因介导MYB3R的抗旱功能。
图2. MYB3R直接靶向CYCB1;2并激活其表达
综上，该研究建立了ZmMYB3R-CYCB1;2调控模型——干旱诱导MYB3R表达，进而激活CYCB1;2转录，协同促进根系发育、气孔优化与抗氧化防御，最终增强抗旱性。此模块将细胞周期调控与干旱适应性偶联，为玉米抗旱分子设计育种提供了新的理论支持。
图3. CYCB1;2功能缺失降低玉米耐旱性、
农学院博士后郭康、已毕业博士生蒋迎利和硕士生郭宇欣为论文共同第一作者，武健东教授、吴承云副教授和李晓玉教授为共同通讯作者，安徽农业大学为唯一作者单位。该研究得到了程备久教授的指导、和国家自然科学基金、安徽省科技创新攻坚计划、安徽省自然科学基金优秀青年基金等项目的资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.71089（文：武健东 一审：范宇 二审：余恩 三审：王晓波）
