在全球氣候變化條件下，溫度的升高和降水格局的變化，各種環(huán)境因子脅迫單獨或聯(lián)合的作用將導(dǎo)致作物大幅度減產(chǎn)，并引發(fā)自然生態(tài)系統(tǒng)退化。在我國約有1/3的土地處于干旱區(qū)。干旱的威脅不只發(fā)生在北方干旱半干旱地區(qū)，年降水量大的南方濕潤半濕潤地區(qū)也會因雨量時空分布不均而經(jīng)常發(fā)生強季節(jié)性干旱。土壤干旱嚴重影響了農(nóng)作物的產(chǎn)量，帶來了很大的危害，所以研究植物耐干旱機制，從而提供能提高植物耐干旱的各種措施或者直接培育耐干旱品種，意義重大。一氧化氮(Nitric oxide, NO)在植物生長和發(fā)育與環(huán)境條件的相互作用中起著重要的作用，直接或間接參與了植物生長發(fā)育的諸多生理過程。然而，對于NO在植物脅迫應(yīng)答中發(fā)揮作用的分子機理知之甚少。 

　　中國科學(xué)院武漢植物園植物水分脅迫生物學(xué)學(xué)科組施海濤博士在產(chǎn)祝龍研究員的指導(dǎo)下，通過研究擬南芥在正常和干旱脅迫下，內(nèi)源NO含量升高的35S：：rat nNOS轉(zhuǎn)基因植株對植物生理特性，抗氧化酶活，細胞內(nèi)全轉(zhuǎn)錄組表達的影響，從生理水平、轉(zhuǎn)錄組學(xué)水平、酶學(xué)水平和分子水平系統(tǒng)解析NO含量與植物響應(yīng)干旱脅迫防御反應(yīng)的影響及機理。同時，研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)源NO含量的升高可以調(diào)控大量基因的表達，包括激活A(yù)BA受體(AtPYL4和AtPYL5)的表達；而AtPYL4和AtPYL5的過表達植株可以通過調(diào)節(jié)活性氧代謝和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累而增強抗旱性。這些結(jié)果豐富了對NO信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制的認識，為系統(tǒng)認識NO在植物響應(yīng)干旱脅迫防御反應(yīng)中的作用提供理論依據(jù)，實踐上將對作物產(chǎn)量的提高及環(huán)境保護、實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展起到重要作用。 

　　以上研究獲得國家自然科學(xué)基金(No.31200194 和No.31370302)、中國科學(xué)院“百人計劃”、中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程項目(No.54Y154761O01076和No.Y329631O0263)、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會(No.Y429371O04)和中國科學(xué)院植物種質(zhì)創(chuàng)新與特色農(nóng)業(yè)重點實驗室優(yōu)秀青年人才計劃(No.Y352811O03和No.Y452331O03)的共同支持。相關(guān)研究結(jié)果在植物學(xué)國際期刊Journal of Experimental Botany 上在線發(fā)表。

AtPYL4和AtPYL5過表達植株增強了植物的抗旱性