In un recente studio condotto dal Prof. Xiao Jun dell'Istituto di genetica e biologia dello sviluppo (IGDB) dell'Accademia cinese delle scienze, i ricercatori hanno dimostrato come TabHLH27, un promettente locus candidato per tratti quantitativi sia per il peso secco relativo della radice che per il numero di spighette per picco nel grano, migliora la tolleranza del grano alla siccità e l'efficienza nell'uso dell'acqua bilanciando stress e crescita.

Lo studio, pubblicato nel Journal of Integrative Plant Biology , fa luce sulla sfaccettata regolamentazione di TabHLH27.

I ricercatori hanno identificato un locus genetico condiviso associato alla tolleranza alla siccità sia nella fase di semina che in quella matura, individuando TabHLH27-A1 come candidato chiave attraverso l'analisi del profilo di espressione. L'eliminazione di TabHLH27 ha ridotto significativamente la tolleranza del grano alla siccità, il numero di spighette per spiga, la resa in cereali e l'efficienza nell'uso dell'acqua.

Il ruolo di TabHLH27 coinvolge una doppia attività trascrizionale, attivando i geni di risposta allo stress mentre reprime i geni dello sviluppo, possibilmente attraverso interazioni con cofattori come TabZIP62-D1 e TaABI3-D1. La sua espressione dinamica in condizioni di stress da siccità, rapidamente indotta ma in declino nel tempo, suggerisce una risposta sfumata per un migliore adattamento. L'interazione con fattori di trascrizione come TaNAC29-A1 forma una rete di regolamentazione gerarchica cruciale per la risposta del grano agli ambienti limitati dall'acqua.

Inoltre, la variazione naturale nella regione del promotore TabHLH27-A1 ha influenzato la sua risposta trascrizionale allo stress da siccità, con il TabHLH27-A1 ^Hap-II aplotipo che mostra una tolleranza superiore alla siccità, radici più grandi, resa più elevata ed efficienza nell'uso dell'acqua.

La distribuzione degli alleli TabHLH27-A1 in Cina è correlata alle precipitazioni, favorendo il superiore TabHLH27-A1 ^Hap-II nella selezione a causa della sua bassa frequenza nelle varietà moderne, indicando un forte potenziale riproduttivo. Il re-incrocio dell'aplotipo superiore nelle principali varietà di grano ha migliorato la tolleranza alla siccità, la resa e l'efficienza nell'uso dell'acqua.

Questo studio chiarisce il meccanismo molecolare di TabHLH27 che regola la tolleranza alla siccità e l’efficienza nell’uso dell’acqua nel grano, approfondisce la nostra comprensione della risposta del grano allo stress da siccità e all’equilibrio stress-crescita e fornisce risorse genetiche essenziali e obiettivi di selezione per la coltivazione di piante resistenti alla siccità e a risparmio idrico. , varietà di grano ad alto rendimento.