科研人員在鴨茅抗逆研究中獲進展

全球變暖、干旱加劇、土壤鹽漬化和極端天氣對植物生長、繁殖和產量等方面的不利影響是不可避免的，并對糧食安全構成重大挑戰。如何提高作物產量和抗非生物脅迫能力，對緩解全球糧食安全具有重要意義。作為地球生態系統的重要組成部分，草類植物在應對全球氣候挑戰方面具有重要價值，是作物改良的最佳遺傳基礎，也是應對糧食安全的重要貢獻者。

鴨茅是世界四大知名的多年生冷季型牧草之一，也是我國長江上游主栽的冷季型牧草，具有產量高、適口性好、碳水化合物含量豐富，抗逆性優于其他冷季型牧草等特點。鴨茅主要與紫花苜蓿、三葉草等豆科牧草混播，在缺水、富含鹽堿的邊際土地建植高質量的人工草地為牲畜提供飼料和生態治理。然而，對鴨茅的抗逆基因研究有限，尚不清楚其抗逆強的遺傳基礎。

近日，四川農業大學草業科技學院教授張新全團隊在中科院1區TOP期刊International Journal of Biological Macromolecules在線發表了研究論文，該論文通過對鴨茅的MADS-box轉錄因子家族進行全基因組鑒定、表達模式分析和功能鑒定，解析了鴨茅抗逆性強的遺傳基礎。

該研究在鴨茅中鑒定到123個MADS-box基因。進化樹分析表明，DgMADS基因家族分為兩類，M型和MIKC型；共線性分析表明，DgMADS基因家族主要通過串聯重復進行擴張。通過對DgMADS基因在逆境脅迫下的表達模式分析，發現DgMADS114和DgMADS115能夠顯著被PEG、鹽脅迫、ABA和熱脅迫誘導表達。在擬南芥中異源過表達，發現DgMADS114和DgMADS115能夠增強擬南芥在PEG、鹽脅迫、ABA和熱脅迫下的抗性。對MADS-box家族的全面研究為鴨茅的分子改良提供了科學依據和豐富的基因資源。

該研究得到了國家現代牧草產業技術體系、國家自然科學基金、四川省杰出青年科學基金和四川省十四五育種攻關的資助。