在全球氣候變化條件下，溫度的升高和降水格局的變化，各種環境因子脅迫單獨或聯合的作用將導致作物大幅度減產，并引發自然生態系統退化。在我國約有1/3的土地處于干旱區。干旱的威脅不只發生在北方干旱半干旱地區，年降水量大的南方濕潤半濕潤地區也會因雨量時空分布不均而經常發生強季節性干旱。土壤干旱嚴重影響了農作物的產量，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，顯然意義重大。一氧化氮(Nitric oxide, NO)在植物生長和發育與環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育的諸多生理過程。然而，對于NO在植物脅迫應答中發揮作用的分子機理知之甚少。
中國科學院植物種質創新與特色農業重點實驗室植物水分脅迫生物學學科組施海濤博士在產祝龍研究員的指導下，通過研究擬南芥在正常和干旱脅迫下，內源NO含量升高的35S：：rat nNOS轉基因植株對植物生理特性，抗氧化酶活，細胞內全轉錄組表達的影響，從生理水平、轉錄組學水平、酶學水平和分子水平系統解析NO含量與植物響應干旱脅迫防御反應的影響及機理。同時，研究發現，內源NO含量的升高可以調控大量基因的表達，包括激活ABA受體(AtPYL4和AtPYL5)的表達；而AtPYL4和AtPYL5的過表達植株可以通過調節活性氧代謝和滲透調節物質的積累而增強抗旱性。這些結果豐富了對NO信號轉導機制的認識，為系統認識NO在植物響應干旱脅迫防御反應中的作用提供理論依據，實踐上將對作物產量的提高及環境保護、實現現代農業持續發展起到重要作用。
以上研究獲得國家自然科學基金(No.31200194 和No.31370302)，中國科學院知識創新工程項目(No.54Y154761O01076和No.Y329631O0263), 中國科學院青年創新促進會(No.Y429371O04)和中國科學院植物種質創新與特色農業重點實驗室優秀青年人才計劃(No.Y352811O03和No.Y452331O03)的共同支持。相關研究結果在植物學國際期刊“Journal of Experimental Botany (doi: 10.1093/jxb/eru184, 5-year IF=5.542)”上在線發表。
AtPYL4和AtPYL5過表達植株增強了植物的抗旱性
