甘蔗ScMYB3R1-ScPYL61-ScPP2C57分子模块通过ABA信号通路赋予抗旱性的机制研究

干旱胁迫严重制约甘蔗产量与品质提升，而3R-MYB亚家族在植物抗旱中的作用机制尚不明确。研究人员通过鉴定甘蔗35个ScMYB3R基因，发现ScMYB3R1通过调控ABA信号通路关键组分（ScPYL61和ScPP2C57）形成分子模块，显著增强植物抗旱性。该研究为甘蔗抗旱育种提供了新靶点，并拓展了3R-MYB亚家族的功能认知。

　　

全球气候变化加剧导致干旱频发，严重威胁农业生产。作为全球重要的糖料和能源作物，甘蔗(Saccharum spp.)对水分胁迫极为敏感，干旱可造成30%-50%的产量损失。尽管ABA信号通路在植物抗旱中发挥核心作用，但甘蔗中ABA-PYL-PP2C-SnRK2分子模块的调控网络仍不清晰。同时，MYB转录因子家族中的3R-MYB亚家族（含三个MYB重复序列）虽已知参与细胞周期调控，但其在干旱响应中的功能及与ABA通路的关联尚未阐明。

广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室的研究团队通过系统研究，在《Plant Physiology and Biochemistry》发表论文，揭示了甘蔗中ScMYB3R1-ScPYL61-ScPP2C57分子模块通过ABA依赖途径调控抗旱性的新机制。研究采用生物信息学筛选、基因表达谱分析、酵母双杂交(Y2H)、双分子荧光互补(BiFC)和转录组测序等技术，结合甘蔗品种ZZ1的基因组数据，发现ScMYB3R1能直接与ABA受体ScPYL61互作，并促进ScPYL61与负调控因子ScPP2C57的结合，从而激活ABA信号通路。

主要研究结果

1. ScMYB3R基因家族鉴定：从甘蔗中鉴定出35个3R-MYB基因，系统进化分析显示其分为4个亚群，其中ScMYB3R1在PEG和ABA处理下表达显著上调。
2. ScMYB3R1功能验证：过表达ScMYB3R1的拟南芥表现出更强的抗旱性，表现为气孔关闭加速、水分流失减少及ABA敏感性增强。
3. 分子互作网络：ScMYB3R1与ABA受体ScPYL61直接互作，二者协同激活ABA信号；ScPYL61还能结合PP2C磷酸酶ScPP2C57，而ScMYB3R1促进这种互作。
4. 转录调控机制：ScMYB3R1调控28.8%的ABA诱导基因和29.9%的ABA抑制基因，显著富集于干旱响应和ABA信号通路。

结论与意义
该研究首次揭示甘蔗3R-MYB转录因子通过物理互作直接参与ABA信号传导的分子机制，阐明了ScMYB3R1-ScPYL61-ScPP2C57模块在抗旱中的核心作用。这不仅为甘蔗抗旱育种提供了ScMYB3R1、ScPYL61等关键靶点，还拓展了对3R-MYB亚家族非细胞周期相关功能的认知，为作物抗逆调控网络研究提供了新视角。研究获得广西科技重大专项(AA24206004)等项目的支持，相关数据将为后续分子设计育种奠定基础。