苦荞是一种重要的粮食作物，具有耐旱、耐寒、抗病等优良特性。然而，苦荞的耐旱机制尚不完全清楚。近年来，生理学、转录组学和WGCNA分析等方法被广泛应用于揭示植物的生物学特性和调控机制。贵州师范大学荞麦产业技术研究中心李洪有等2022年10月3日在Frontiers in Plant Science（SCI二区top）上发表了题为“Comparative physiological,transcriptomic, and WGCNA analyses reveal the key genes and regulatory pathways associated with drought tolerance in Tartary buckwheat”的文章。

在本研究中，对两个抗旱性不同的苦荞基因型在生殖生长期自然干旱处理下进行了比较生理和转录组学分析。在干旱胁迫下，耐旱基因型XZSN的叶片相对含水量、脯氨酸和可溶性糖含量显著高于干旱敏感基因型LK3，相对电导率显著低于LK3。通过转录组测序分析，在XZSN和LK3中分别鉴定到5,058个(2,165个上调, 2,893个下调)和5,182个(上调2,358个,下调2,824个)潜在干旱响应基因。在XZSN的潜在干旱响应基因中，有1,206和1,274个基因被鉴定为XZSN比LK3具有更高的抗旱能力的潜在正负贡献基因。此外，基于WGCNA分析，在1,206个阳性抗旱基因中，851个基因被进一步鉴定为XZSN的核心抗旱基因，且大部分基因受干旱胁迫诱导的时间比LK3早且快。对851个核心抗旱基因进行功能注释发现，大量胁迫响应基因参与TFs、脱落酸(ABA)生物合成、信号转导与响应、非ABA信号分子生物合成、持水、氧自由基清除、渗透调节、细胞损伤防御等。转录调控网络分析鉴定了这些抗旱功能基因的潜在调控因子，发现HD - ZIP和MYB转录因子可能是苦荞抗旱的关键下游转录因子。总之，这些结果表明XZSN基因型比LK3基因型更耐旱，因为它触发了抗旱基因的快速和剧烈的转录重编程，以减少水分损失，防止细胞损伤等。本研究拓展了我们目前对苦荞耐旱机制的认识，为其进一步的抗旱性研究和品种选育提供了重要信息。

论文链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2022.985088