SiOR基因通过ABA信号通路增强拟南芥抗氧化防御与气孔关闭以提升抗旱性的分子机制

为解决谷子(Setaria italica)因干旱导致的严重减产问题，研究人员通过克隆SiOR基因并构建过表达拟南芥模型，发现该基因能显著提高植物在甘露醇模拟干旱和自然干旱条件下的存活率。研究表明SiOR通过提升脯氨酸、叶绿素含量，降低丙二醛和过氧化氢水平，增强抗氧化能力，为作物抗旱育种提供新靶点。

　　

谷子作为我国主要小杂粮和模式作物，其产量常受干旱胁迫制约。研究团队首次在谷子中解析了ORANGE(OR)同源基因SiOR的功能特性。通过qPCR技术检测发现，SiOR在谷子不同组织及自然干旱条件下的穗部呈现特异性表达模式。

研究人员成功克隆SiOR基因并构建过表达拟南芥株系。在甘露醇模拟干旱实验中，转基因株系表现出显著高于野生型(WT)的发芽率和幼苗活力。自然干旱胁迫下，WT植株几乎全部萎蔫死亡，而SiOR过表达株系仅叶片黄化，存活率提升2.3倍。生理指标检测显示，转基因植株叶绿素含量提升38%，脯氨酸积累量增加1.7倍，同时丙二醛(MDA)和过氧化氢(H₂O₂)含量分别降低42%和35%。

分子机制研究表明，SiOR通过激活脱落酸(ABA)信号通路，增强超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性，促进气孔关闭，从而构建双重防御屏障。该发现为作物抗旱遗传改良提供了理论依据，SiOR基因可作为分子育种的重要候选基因。