华南农业大学明升m88app学院教授王海洋团队联合明升中国农业app院作物app研究所等研究人员，通过图位克隆、转录组和代谢组等生物学手段，研究揭示了ZmDBF2-ZmGLK36-ZmJMT/ZmLOX8分子模块调控玉米抗粗缩病的遗传基础。相关成果近日在线发表于《自然–植物》。
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ZmDBF2-ZmGLK36-ZmJMT/ZmLOX8调控玉米粗缩病抗性的分子模型。研究团队 供图
该研究完成了玉米抗病自交系齐319的高质量参考基因组组装和注释，构建了齐319和感病自交系掖478的重组自交系群体和染色体片段代换系群体。他们结合接种水稻黑条矮缩病毒后该区间内ZmGLK36转录水平显著变化，推测该基因是控制玉米对水稻黑条矮缩病毒抗性的候选基因。利用ZmGLK36的过表达和基因敲除植株表型分析均表明ZmGLK36是控制玉米对水稻黑条矮缩病毒抗性的正调控因子。
研究团队对ZmGLK36的启动子和基因组序列进行测序，结合候选基因关联分析，在该基因5’UTR区域鉴定到26 bp的插入缺失（InDel-26）变异是该基因的关键功能位点。结合遗传和生化实验证明了ZmDBF2直接结合Indel-26片段来抑制ZmGLK36转录表达，抗病自交系中因该片段的缺失解除了ZmDBF2对ZmGLK36的转录抑制效应，使得ZmGLK36能够正常转录表达。联合代谢组、转录组、遗传和生化实验，明确了ZmGLK36通过激活茉莉酸（JA）生物合成路径关键基因ZmJMT和ZmLOX8的表达，增强JA介导的防御反应来提高玉米对黑条矮缩病毒的抗性。
该研究从遗传学角度鉴定了新的玉米抗粗缩病基因ZmGLK36，揭示了ZmDBF2-ZmGLK36-ZmJMT/ZmLOX8分子模块参与调控黑条矮缩病毒抗性的分子机制，为玉米抗病分子育种提供了理论支持。同时，研究表明ZmGLK36可以提高水稻和小麦对黑条矮缩病毒的抗性，为水稻和小麦等禾本科作物提供了新的抗病基因资源。
相关论文信息：http://www.nature.com/articles/s41477-023-01514-w
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