增强小麦抵御干旱和非生物逆境能力对于促进该作物可持续生产能力具有重要实践意义。转录因子通过对下游基因进行转录调节，在调控植株体内特定信号传递、生化代谢和介导植株抵御各种生物和非生物逆境中发挥重要功能，但迄今有关麦类作物NF-Y家族转录因子在介导植株非生物逆境响应的生物学功能尚有待深入阐明。

近期，河北农业大学小麦抗逆生理及分子机制研究肖凯教授研究团队完成的题为“TaNF-YB11, a gene of NF-Y transcription factor family in Triticum aestivum, confers drought tolerance on plants via modulating osmolyte accumulation and reactive oxygen species homeostasis”的研究论文在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 2022年11期正式发表。

该研究明确了小麦种属NF-YB家族成员TaNF-YB11分子特征及应答干旱胁迫表达模式；通过基因遗传转化证实该基因在增强植株抵御干旱胁迫中发挥着重要调控作用；解析了该转录因子基因通过改善干旱处理下植株渗透调节物质积累和活性氧清除系统稳态进而提高植株抗旱能力的生理和分子机制。该项研究结果为小麦种质抗旱鉴定及抗旱遗传改良提供理论和参考依据。

小麦的内源基因有哪些（小麦抗旱分子育种的重要基因资源）(1)

本研究鉴定了小麦NF-YB转录因子家族基因TaNF-YB11介导植物抵御干旱逆境能力的特征。TaNF-YB11含有NF-YB家族特有的保守结构域，该基因编码蛋白经内质网分选后靶向细胞核内。酵母双杂交分析表明，TaNF-YB11分别与NF-YA家族成员TaNF-YA2和NF-YC家族成员TaNF-YC3在蛋白水平上相互作用。

这些结果表明，上述TF蛋白通过组建异源三聚体对下游基因进行转录调控。在27 h干旱条件下，根和叶中TaNF-YB11转录本数量较正常生长对照增多。此外，干旱上调的TaNF-YB11表达水平随正常恢复处理进程逐渐下调，表明该基因参与了植物对干旱逆境的响应过程。TaNF-YB11具有赋予植株抵御抗旱逆境的能力; 干旱处理下，过表达TaNF-YB11株系植株表型和生物量均高于野生型对照，这主要与该基因促进气孔关闭、增强渗透物质积累能力和改善细胞活性氧 (ROS) 稳态有关。调控脯氨酸生物合成P5CS家族基因TaP5CS2在TaNF-YB11株系中呈上调表达模式，干旱胁迫下下调表达TaP5CS2株系脯氨酸积累量减少。

与此类似，编码超氧化物歧化酶 (SOD) TaSOD2和过氧化氢酶 (CAT) 基因TaCAT3在过表达TaNF-YB11株系中上调表达，上述细胞保护酶基因通过调节SOD和CAT活性在改善干旱处理下细胞ROS稳态中发挥重要作用。RNA-seq分析结果显示，与“细胞过程”、“环境信息处理”、“遗传信息加工”、“代谢”和“机体系统”相关的众多基因受到TaNF-YB11转录调节。

本研究结果表明，TaNF-YB11通过在转录组水平上对干旱逆境响应相关的不同生物学过程基因进行调控，增强植株抵御干旱逆境的能力。综上，TaNF-YB11在介导植株抵御干旱逆境中发挥重要作用，该基因可作为小麦抗旱分子育种的重要基因资源。

小麦的内源基因有哪些（小麦抗旱分子育种的重要基因资源）(2)

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https://doi.org/10.1‍016/j.jia.2‍022‍.0‍7.‍0‍5‍8

Cite the article:ZHAO Ying-jia, ZHANG Yan-yang, BAI Xin-yang, LIN Rui-ze, SHI Gui-qing, DU Ping-ping, XIAO Kai. 2022. TaNF-YB11, a gene of NF-Y transcription factor family in Triticum aestivum, confers drought tolerance on plants via modulating osmolyte accumulation and reactive oxygen species homeostasis. Journal of Integrative Agriculture, 21(11): 3114-3130.

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