ZmSWEET12基因过表达通过调控活性氧清除增强玉米抗旱性的机制研究

本研究针对全球气候变化加剧导致的干旱胁迫问题，由研究人员通过转基因技术过表达玉米糖转运蛋白基因ZmSWEET12，发现其能显著提高玉米发芽率、促进根系发育，并通过降低H2O2和O2•?积累、调节SOD/POD/CAT酶活性增强抗氧化能力，为作物抗逆育种提供新靶点。

　　

随着气候变化加剧，干旱已成为限制农业生产的世界性难题，尤其对主要粮食作物玉米（Zea mays）造成严重威胁。SWEET（Sugars Will Eventually be Exported Transporter）基因家族在糖转运过程中发挥关键作用，其成员参与植物生长发育及干旱、盐害等非生物胁迫响应。本研究通过过表达ZmSWEET12基因，系统分析了该基因在玉米抗旱性中的作用机制。

结果表明，ZmSWEET12在干旱诱导后6–12小时表达量达到峰值，其启动子区域含有多个非生物胁迫相关的顺式作用元件。在干旱条件下，过表达株系（OE）表现出更高的发芽率和更长的根系。幼苗期生理检测显示，转基因株系的过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性低于野生型，而NBT和DAB染色表明过表达株系中H₂O₂和O₂^•?积累显著减少。进一步分子互作实验证实，ZmSWEET12蛋白与ZmMGL3发生相互作用，揭示了其在抗旱响应中的新机制。

综上，ZmSWEET12过表达可通过增强活性氧（ROS）清除能力、减轻氧化损伤，显著提高玉米的抗旱性，为作物抗逆遗传改良提供了理论依据和基因资源。