近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)汪勇副教授在《Plant Physiology》期刊上發(fā)表題為“Wheat TaMYB96-2D positively regulates glaucousness and drought tolerance by promoting cuticular wax accumulation”的研究成果。已畢業(yè)的碩士研究生李翀照、在讀碩士研究生趙琦琦和羅茜為論文共同第一作者，農(nóng)學(xué)院汪勇副教授為論文通訊作者。

該研究發(fā)現(xiàn)，與野生型相比，TaMYB96-2A/2B/2D的三基因編輯系呈現(xiàn)出綠色的蠟質(zhì)表型，而TaMYB96-2D的過(guò)量表達(dá)系展現(xiàn)出更嚴(yán)重的白霜表型。蠟質(zhì)含量測(cè)定表明編輯系中旗葉、葉鞘、穗頸節(jié)和穎殼的蠟質(zhì)總量顯著低于野生型，尤其是二酮的含量極大地降低。相反地，過(guò)量表達(dá)系中旗葉、葉鞘、穗頸節(jié)和穎殼的蠟質(zhì)總量顯著高于野生型。掃描電鏡觀察揭示編輯系的旗葉遠(yuǎn)軸面、葉鞘、穗頸節(jié)和穎殼呈光滑的表面，無(wú)蠟質(zhì)晶體附著；而野生型和過(guò)量表達(dá)系的旗葉遠(yuǎn)軸面、葉鞘、穗頸節(jié)和穎殼表面附著大量管狀晶體。此外，TaMYB96-2D的過(guò)量表達(dá)還導(dǎo)致了離體失水率和葉綠素浸出率的降低及抗旱性增強(qiáng)，但TaMYB96-2A/2B/2D編輯系的離體失水率升高、葉綠素滲透率增加且抗旱性降低。酵母單雜、雙熒光素酶、GUS活性和ChIP-qPCR實(shí)驗(yàn)均表明：TaMYB96-2D能夠直接結(jié)合到三個(gè)二酮生物合成基因TaDMH、TaDMP和TaDMC啟動(dòng)子區(qū)正向調(diào)控其表達(dá)。

圖2 TaMYB96-2D調(diào)控小麥表皮蠟質(zhì)生物合成的模型圖

TaMYB96-2D通過(guò)結(jié)合到小麥蠟質(zhì)合成基因TaFARs、TaCER1s、TaDMH、TaDMP和TaDMC的啟動(dòng)子區(qū)直接激活它們的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)了小麥表皮蠟質(zhì)的正常積累，因此野生型小麥的植株呈現(xiàn)白霜型外觀。