近日，Plant Biotechnology Journal杂志在线发表了中国农业大学农学院贺岩教授、周于毅副教授题为 “Natural polymorphisms in ZmIRX15A affect water-use efficiency by modulating stomatal density in maize” 的研究论文。该论文通过全基因组关联分析，首次在玉米自然群体中揭示了调控叶片气孔密度的基因ZmIRX15A (Irregular xylem 15A)。研究表明外显子上3bp插入变异(InDel1089)通过影响mRNA二级结构从而调节ZmIRX15A 的翻译效率，最终解释了群体水平上气孔密度多样性。气孔是植物水分散失的重要通道，该研究对作物节水高效提供了技术支持。
ZmIRX15A功能缺失突变导致气孔密度显著增加，表明该基因为气孔密度的负调控因子。为了阐明气孔密度变异是否有助于抗旱性，作者将其与前期研究中的干旱存活率进行相关性分析。结果表明，SS亚群的存活率与SD呈负相关，但在TST亚群中与SD呈正相关。同时离体叶片散失速率实验揭示ZmIRX15A可能负调控玉米幼苗的抗旱性。最后，干旱处理下野生型和突变体玉米苗期的光合相关数据表明，ZmIRX15A通过改变蒸腾速率和气孔导度，而不改变光合速率和细胞间CO2浓度，从而调节植物水分利用效率。
图1：ZmIRX15A与气孔密度
该研究由中国农业大学农学院作物化控中心周于毅副教授，国家玉米改良中心贺岩教授团队合作完成。周于毅副教授和贺岩教授为该论文的通讯作者，博士研究生张坤和薛明为该论文的共同第一作者，中国农业大学生物学院秦峰教授也参与了此项研究。本研究得到了国家重点研发计划（2022YFD1900503, 2021YFD1201003-2）的资助。
