气候变化引发的干旱胁迫，给全球粮食安全带来很大挑战。玉米作为全球第一大粮食作物，同时也是重要的饲料和工业原料，其生长发育对水分十分敏感。干旱会导致玉米大幅减产，而玉米的抗旱性是典型的复杂数量性状，受多个基因调控，还容易受环境因素影响。因此，解析玉米的抗旱机制、挖掘关键耐受基因，培育适应性更强的抗旱品种，已成为保障粮食安全的重要课题。

近日，北京林业大学青年教师张世琪联合中国农业大学于菲菲教授课题组在《Plant Biotechnology Journal》杂志在线发表了题为“Natural Allelic Variations in ZmDT1 Enhance Drought Resistance in Maize”的研究成果。该研究鉴定到玉米抗旱关键基因ZmDT1，揭示了其通过ABA信号通路调控气孔运动的分子机制，为玉米抗旱分子育种提供了全新靶点，也为改良作物抗旱性开辟了新路径。研究团队提出了ZmDT1介导的抗旱调控模型(图1)：干旱胁迫会诱导ABA积累，进而上调ZmABF2的表达；ZmABF2直接结合ZmDT1启动子的ABRE元件，增强ZmDT1的转录和激酶活性。ZmDT1作为一个蛋白激酶，通过磷酸化未知底物调控气孔运动，最终提升玉米的抗旱性。该研究发现了ABA信号通路调控植物抗旱性的新途径，不仅为玉米抗旱育种提供了新靶点，还深化了我们对植物抗旱机制的理解。这项研究的一大亮点是发现了ZmDT1的天然等位变异。这种基于自然变异的基因位点，在育种应用中具有更高的安全性和有效性，能够避免转基因技术可能带来的生物安全争议。育种家可以通过分子标记辅助选择技术，快速将ZmDT1的优良等位基因导入到主栽品种中，培育抗旱性更强的作物新品种。

中国农业大学已出站博士后胡宁宁、北京林业大学草业与草原学院青年教师张世琪和中国科学院遗传与发育生物学研究所已出站博士后商晓玲为论文共同第一作者，中国农业大学于菲菲教授和中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究员为本文的共同通讯作者。中国农业大学秦峰教授和杨小红教授给予了建设性意见。本研究得到了国家自然科学基金、北京市科技新星计划等项目的资助。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70490

作者：张世琦

审核人：纪宝明