我刊编委张国平教授团队发现植物耐旱和气孔进化的新机制

近日，我刊编委、浙江大学作物科学研究所张国平教授团队联合澳大利亚、美国、英国、以色列、加拿大和德国的27位科研人员在《美国国家科学院院刊》发表了题为“Evolution of chloroplast retrograde signaling facilitates green plant adaptation to land”的研究论文（https://www.pnas.org/content/116/11/5015），提出并验证了关于植物如何在4.5亿年前由水生向陆生过渡的新理论，揭示了叶绿体逆行信号通路SAL1-PAP的起源和进化是植物进化的重要组成部分。该发现加深了对植物耐旱性进化及适应气候变化的理解，对作物耐旱育种和栽培提供了新思路。

该研究小组分析了已发表基因组的31种陆生植物和藻类的61个与叶绿体逆行信号等相关的蛋白家族，验证了它们的进化过程。结果发现，陆生植物与其祖先的近亲淡水链型绿藻（轮藻和链丝藻）具有相近的能够使植物迅速应对干旱胁迫的遗传特征，并发现了一种起源于链型绿藻的分子信号传导和保护系统，该系统进化并保留在陆生植物中，使之能适应干旱的生长环境。该项研究表明，植物干旱防御的逆行信号通路首先出现于链型绿藻中，后来被陆生植物保留以应对陆地生长环境。大多数陆生植物，例如地钱、苔藓、蕨类、农作物和其他开花植物都存在相似的逆行信号通路，而且该信号通路对陆生植物气孔关闭的调控亦非常保守。通过基因编辑等分子生物学方法调控该通路上的相关基因，将是耐旱育种的一种新途径。

该研究受到国家自然科学基金、澳大利亚研究理事会和英国生物技术与生物科学研究理事会等多家单位的资助。论文受到了广泛的关注，先后被美国科学促进会（AAAS）旗下www.Eurekalert.org网站，www.phys.org和www.scienmag.com等国外科学媒体网站报道。

——《浙江大学学报（农业与生命科学版）》编辑部