4月11日，我校农学院徐辰武教授团队在《Science Advances》期刊发表题为“Natural variation in a cortex/epidermis-specific transcription factor bZIP89 determines lateral root development and drought resilience in maize”的研究论文。该研究整合多组学数据，鉴定并克隆了调控玉米侧根发育和耐旱的关键转录因子ZmbZIP89，并揭示了其调控侧根发育和耐旱的分子机制。
玉米侧根发育对植物吸收水分和养分、适应环境胁迫至关重要，直接影响作物的产量和稳定性。研究团队通过整合357份玉米自交系的转录组关联分析和单细胞转录组测序数据，成功克隆了一个在玉米根系皮层/表皮细胞中特异表达的关键转录因子ZmbZIP89。通过遗传学、分子生物学和生物化学等多种手段，研究团队证实ZmbZIP89通过直接结合并激活下游过氧化物酶基因ZmPRX47的启动子，进而调控根系活性氧的平衡，促进侧根伸长，最终增强玉米的抗旱能力。
此外，研究还发现ZmbZIP89基因3'非翻译区的自然变异，形成了两种不同的单倍型。优异单倍型能够增强ZmbZIP89 mRNA的稳定性，提高基因表达水平，从而使携带该单倍型的玉米材料表现出更长的侧根和更强的耐旱性。群体遗传学分析表明，这一优异单倍型在玉米驯化和现代育种过程中受到了强烈的正向选择。
该研究系统阐明了ZmbZIP89–ZmPRX47–ROS模块调控玉米侧根发育和耐旱的分子机制，不仅为深入理解作物根系响应环境胁迫的适应性机制提供了新的视角，也为玉米等作物抗旱、资源高效型品种的分子设计育种提供了极具价值的基因资源。
我校农学院李鹏程副教授、博士研究生朱天泽和博士后王芸芸为论文共同第一作者，徐辰武教授、李鹏程副教授与慕尼黑工业大学于鹏教授为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省种业振兴“揭榜挂帅”等项目资助。
