近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院玉米生物學(xué)與遺傳育種團(tuán)隊(duì)聯(lián)合華中農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米團(tuán)隊(duì)在Plant Physiology發(fā)表了題為Manipulation of the central autophagy component ZmATG8c affects thermotolerance in maize的研究論文，揭示了ZmGBF1-ZmATG8c模塊通過自噬途徑調(diào)控玉米耐熱性的分子機(jī)制。

隨著全球氣溫持續(xù)升高，造成對農(nóng)作物生產(chǎn)重大威脅。自噬作為促進(jìn)植物在脅迫條件下存活的關(guān)鍵分解代謝過程，其中ATG8蛋白在植物自噬中發(fā)揮核心作用，但特定ATG8亞型對耐熱性的調(diào)控機(jī)制尚不明確。

該研究發(fā)現(xiàn)，ZmATG8c基因的熱誘導(dǎo)表達(dá)能顯著增強(qiáng)植株在營養(yǎng)生長和生殖生長階段的耐熱性。ZmATG8c敲除突變體在熱脅迫下表現(xiàn)出幼苗存活率和籽粒產(chǎn)量顯著下降，而過表達(dá)植株則呈現(xiàn)自噬體形成增加、ATG8蛋白水平升高、泛素化蛋白聚集體減少等特征，從而表現(xiàn)出更強(qiáng)耐熱性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，熱誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子ZmGBF1可直接結(jié)合ZmATG8c啟動子并激活其表達(dá)。玉米gbf1突變體中ZmATG8c的熱誘導(dǎo)表達(dá)顯著受抑，導(dǎo)致植株熱敏感性增強(qiáng)。本研究首次闡明ZmATG8c-ZmGBF1分子模塊通過調(diào)控自噬途徑介導(dǎo)玉米耐熱性的新機(jī)制，為培育耐熱型玉米品種提供了重要分子靶點(diǎn)。

ZmATG8c正調(diào)控玉米苗期和生殖生長階段的耐熱性

西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院薛吉全教授、徐淑兔副教授為本論文通訊作者， 博士研究生馬麗為論文第一作者，張興華研究員、王哲副教授、朱萬超副教授以及華中農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米團(tuán)隊(duì)李青教授參與了研究指導(dǎo)。本研究得到國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和陜西省中央引導(dǎo)地方資金項(xiàng)目的資助。

https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf299