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7月23日，國際知名綜合學術期刊《自然-通訊》（Nature Communications）在線發表了中國農業大學爱游戏官网app李自超教授團隊的研究論文“Natural variation of DROT1 confers drought adaptation in upland rice”。該研究利用稻種資源和水、旱稻遺傳羣體，通過GWAS和連鎖分析等綜合基因鑑定方法克隆了一個新的抗旱基因DROT1，闡明瞭其抗旱的分子機理和調控通路，鑑定出DROT1的抗旱優異基因型並揭示其起源與演化規律。

乾旱是制約農業生產的主要不良因素之一，作爲我國的主糧作物，水稻種植灌溉用水佔農業總用水量的70%以上，極不利於我國農業的可持續發展。實際上，稻屬作物在長期演化過程中，由於地理環境的差異和生產種植方式的多樣化，形成了兩種不同的生態類型：水稻（lowland rice）和旱稻（upland rice）。水稻種植的整個生長週期基本上需要淹水環境；而旱稻主要種植於乾旱、半乾旱的通透性土壤中，與水稻相比，整個生長週期可節約80%以上的灌溉用水。因此，發掘旱稻的優異抗旱基因，對於稻作抗旱分子育種具有重要意義。目前，對水、旱稻分化的遺傳基礎仍然缺乏深入理解，利用旱稻這一抗旱生態資源發掘的抗旱基因還很少，限制了稻作抗旱分子育種的進程。

本研究對271份水、旱稻種質資源進行大田乾旱環境下的表型鑑定，並通過全基因組關聯分析，定位到一系列抗旱遺傳位點。進一步利用旱稻導入系羣體和水、旱稻轉錄組數據對一個重要QTL-qDR10b進行候選基因分析，最終克隆了抗旱基因，命名爲DROUGHT1 (DROT1)。通過轉基因功能驗證，明確了DROT1正向調控水稻抗旱性。通過細胞學和化學成分分析，明確了DROT1通過調控水稻維管組織細胞壁中纖維素的含量和晶體結構來增強抗旱性。分子生物學研究揭示了該基因受到兩個轉錄因子ERF3和ERF71的直接調控，建立了抗旱與生長髮育之間平衡的ERFs-DROT1調控機制。通過單倍型分析，鑑定到了DROT1的優異抗旱單倍型，該單倍型主要存在於旱稻中，啓動子區域的關鍵SNP變異賦予DROT1更高表達量，進而增強抗旱性。該基因已獲得國家發明專利，並被農業部認定爲具有重大育種價值基因，通過第三方專業機構評估，其技術價值爲108.01億元。同時，該基因也已獲得美國發明專利。

我校爱游戏官网app李自超教授爲通訊作者，博士後孫興明、熊海燕爲本論文第一作者。中國農業大學爱游戏官网app朱萬斌教授、植物保護學院彭友良教授、工學院韓魯佳教授、楊增玲教授，中國科學院遺傳與發育研究所周奕華研究員等對研究工作進行了指導和幫助。該研究得到了科技部重點研發項目（2021YFD1200502）、國家自然科學基金（31861143007，32001521,31601278）、中國博士後科學基金（2019M650902）、三亞研究院引導資金項目（崖州灣科技城項目SYND-2022016）和海南崖州灣種子實驗室揭榜掛帥項目（B21HJ0508）的資助。

論文鏈接：http://www.nature.com/articles/s41467-022-31844-w