玉米(Zea mays L.)是重要的粮食作物，也是饲料和工业淀粉的重要原料。玉米植株较大，其生长发育对环境胁迫十分敏感。干旱、盐碱等非生物胁迫不仅严重危害玉米的生长发育，造成玉米严重减产，而且也会影响玉米品质。因此，在全球气候变化的背景下，加快挖掘玉米响应环境胁迫相关的基因资源，解析调控模块，培育抗逆稳产玉米新品种，是保障我国粮食安全、促进农业绿色可持续发展的重大战略需求。
2024年11月13日，Journal of Genetics and Genomics在线发表中国农业大学生物学院秦峰教授团队题为“An LRR-RLK protein modulates drought- and salt-stress responses in maize”的研究论文。该研究揭示了ZmMIK2–ZmC2DP1负调控玉米抵抗盐胁迫和干旱胁迫的分子机制，为玉米抗逆性改良育种提供了新的靶点和思路。
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玉米ZmMIK2编码一个膜定位的LRR型类受体蛋白激酶，是拟南芥LRR-RK MALE DISCOVERER 1 (MDIS1)-INTERACTING RECEPTOR LIKE KINASE 2 (MIK2)的同源蛋白。该研究发现，相比于野生型玉米植株，Zmmik2突变体株系对干旱胁迫和盐胁迫处理均表现出抗性增强的表型，而过表达ZmMIK2的玉米株系则表现出对干旱胁迫和盐胁迫敏感的表型，说明ZmMIK2负调控玉米对干旱和盐胁迫的响应。利用酵母双杂交实验，鉴定到一个与ZmMIK2胞内域相互作用且具有C2 结构域的蛋白(C2-domain containing PROTEIN 1，ZmC2DP1)。进一步研究发现，ZmMIK2的胞内域通过介导ZmC2DP1的磷酸化增强其稳定性。ZmC2DP1可能通过与钙离子结合，减弱了干旱或盐胁迫引起的早期胞内Ca2+信号，进而负调控玉米对干旱和盐胁迫的响应，推测ZmMIK2-ZmC2DP1模块可能在降低玉米植株对环境因子波动的敏感度中发挥调控作用。
ZmMIK2–ZmC2DP1负向调控玉米对干旱和盐胁迫响应的工作模型
作者简介
中国农业大学生物学院杨志蕊副教授和王琛博士为该论文共同第一作者，秦峰教授为通讯作者。相关工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委、拼多多和中国农业大学人才培育计划等项目资助。
引用本文
Zhirui Yang, Chen Wang, Tengfei Zhu, Jiafan He, Yijie Wang, Shiping Yang, Yu Liu, Bochen Zhao, Chaohui Zhu, Shuqing Ye, Limei Chen, Shengxue Liu, Feng Qin. (2024). An LRR-RLK protein modulates drought- and salt-stress responses in maize. Journal of Genetics and Genomics.
DOI：10.1016/j.jgg.2024.10.016
第一作者面对面
从左至右：杨志蕊、王琛
自我介绍
杨志蕊：河北沧州人，中国农业大学生物学院副教授。研究方向是作物响应逆境的机理研究，团队负责人为秦峰教授。
王琛：陕西西安人，博士毕业于中国农业大学，导师是秦峰教授，现就职于北京大北农生物技术有限公司。
目标或愿景
王琛：投身生物育种行业，致力于开发符合市场需求的性状产品，将理论学习应用于实践。
你如何向你的家人和朋友介绍你论文研究的内容和意义？
王琛：玉米是我国第一大粮食作物，全国每年播种面积超过6亿亩，被广泛用于食用、饲用及工业原料。由于经常遭受干旱和盐碱等环境胁迫或因为干旱和土壤盐碱化而不能种植，玉米产量受到严重影响。因此，鉴定玉米抗旱及耐盐碱基因，培育玉米抗旱及耐盐碱新品种具有重要意义。我们的研究发现了一个负调节玉米抗旱及耐盐碱的分子模块，为玉米的抗旱及耐盐碱品种改良提供了理论基础及靶向目标。
在课题研究过程中，你遇到过什么特别的困难，是如何克服的？
王琛：在运用或者建立新实验体系的过程中经常会遇到很多意想不到的问题，要克服困难顺利完成实验，首先需要对实验原理甚至每一个实验步骤的作用了熟于胸，同时需要静下心来仔细分析实验过程中的每一个细节，分析可能出问题的原因，然后一一排除，博士阶段无论是能力的培养还是心态的锻炼都是在经历一次又一次这样的过程中实现的。
在你的研究领域中，你认为亟待解决的重要问题是什么？
杨志蕊：植物感应环境胁迫的机制，环境胁迫信号在植物中的传导机制，作物响应逆境胁迫与生长发育的平衡机制等。
王琛：植物如何感知外界的胁迫。目前为止有关植物抗逆的研究结果主要还是集中在植物遭受胁迫后信号的传递及下游的响应上，植物如何感知外界的胁迫目前的研究还比较少。
在得知论文被接收后，你的感觉是什么？
杨志蕊：得知论文被接收，感到非常开心！感谢编辑和评审专家提出的宝贵意见，使我们的工作更加完善，以及对我们工作的认可。感谢我们的团队负责人秦峰教授，在研究过程中给予我的指导和帮助。非常感谢课题组的王琛同学以及其他参与该工作的同学们，一个研究工作的发表离不开每一位作者的努力。
王琛：研究过程经历了许多波折，所以听说文章被接收后心情比较激动，也希望我们的研究结果今后能够真正应用于生产实践。
