过氧化物酶基因被发现赋予大豆耐旱性

过去100年来，全球用水量增加了六倍，而干旱加剧导致近几十年来农作物产量大幅下降。大豆 [Glycine max (L.) Merr.] 大约 5,000 年前最初在中国驯化，随后传播到世界各地，已成为植物油和蛋白质的重要​​主要来源，以及牲畜饲料的补充剂。

然而，大豆是对干旱最敏感的作物之一，干旱会显着降低其产量和品质。因此，培育高产、耐旱大豆对于满足日益增长的大豆生产需求和解决日益严重的水资源短缺问题至关重要。

中国科学院遗传与发育生物学研究所田志熙研究员领导的研究团队与山西农业大学/山西省农业科学院经济作物研究所马俊奎教授合作，鉴定了覆盖世界主要产区的585份大豆材料的 耐旱值，以挖掘大豆种质中的基因和相应的有益等位基因。

该论文题为“Natural allelic diversities of GmPrx16 grants dry safety inoyster”的论文于11月22日发表在《植物生物技术杂志》上。

全基因组关联研究 (GWAS) 检测到 16 号染色体上的一个重要位点。进一步分析表明，该位点中偶然出现了带有非同义SNP的过氧化物酶基因，非同义突变导致了两个GmPrx16单倍型之间过氧化物酶活性的差异。

此外，东农50中过表达GmPrx16可以提高大豆过氧化物酶活性，增强大豆的耐旱性，但GmPrx16 RNAi转基因株系降低了过氧化物酶活性，表现出干旱敏感表型。

有趣的是，GmPrx16 的过度表达可以同时提高大豆的耐盐性，这表明 GmPrx16 在非生物耐受大豆中的多种应用。

GmDRF1和GmDRF2能够与GmPrx16的启动子结合并调节GmPrx16的表达水平，提出GmPrx16的工作模型：干旱胁迫诱导GmDRF1和GmDRF2的表达，GmDRF1和GmDRF2与GmPrx16的启动子发生物理相互作用，促进其表达，从而影响ROS的积累，调节大豆的耐旱性。