PBJ | 山东农大吴长艾团队揭示谷子TAF10-ERF109转录模块与黄酮介导的作物抗逆新开关

背景：干旱和高盐胁迫严重制约全球作物生产，外源生物刺激素虽被广泛应用，但普遍存在作用机理不清、效果不稳定和田间推广困难的问题。黄酮类化合物作为植物自身合成的天然抗氧化物质，在逆境中能够清除活性氧并维持代谢。谷子由于耐旱耐瘠薄且遗传多样性丰富，成为研究抗逆机制的理想材料。研究目的：本研究旨在解析谷子中调控黄酮类化合物合成的关键转录模块，并验证其在小麦和谷子中提升抗逆性和增产的实际应用效果。结论：研究发现，SiF3'H基因的天然变异与谷子耐盐性直接相关，携带优势单倍型HapT的植株在盐胁迫下存活率高达80%。研究首次揭示了SiTAF10-SiERF109转录调控模块，其中SiTAF10作为通用转录因子，通过增强SiERF109的转录活性来激活抗逆基因表达。代谢组学分析确认芹菜素、橙皮素和柚皮素为核心效应物，外源施加这三种黄酮类物质可显著降低活性氧水平并提高幼苗存活率。田间试验表明，采用芹菜素种子包衣配合叶面喷施的简便方案，在山东旱地和盐碱地可使小麦增产12.3%-19.6%，谷子增产15.8%-23.9%，为粮食主产区提供了低成本、绿色高效的抗逆增产技术。