气候相关的干旱是影响作物生产力的主要物理压力。目前,全球高达45%的农业土地,约40%的世界人口居住在其中,经常或持续受到干旱的影响。由于干旱及相关压力对作物的全球影响,对可持续解决方案的需求迫在眉睫。
在阿德莱德大学农业、食品和酿酒学院发布的一篇评论论文中,研究人员总结了在20多本国际期刊上发表的七年研究成果,重点研究了干旱对小麦和大麦等谷物的影响。该研究主要采用了分子生物学技术结合结构生物信息学和遗传工程,以及经典植物生理学方法。
研究组的研究主要关注在干旱期间谷物转录因子的作用,以及这些蛋白在受干旱影响的植物中的功能。转录因子是多功能蛋白,在植物的应激过程中可能同时控制多条途径。因此,转录因子是遗传工程的强大工具,通过控制它们的表达可以导致其控制下的基因上调或下调。
该项目的领导之一,阿德莱德大学农业、食品和酿酒学院的Maria Hrmova教授表示:“研究涉及将谷物植物暴露于干旱条件下,并分析其对植物生长和发育过程的影响。

通过这样做,我们能够了解转录因子在干旱条件下如何在植物中起作用的生理和分子过程,并能够解开几类转录因子的结构机制。
我们能够理解它们如何结合DNA的特定序列,称为顺式元素。根据这些DNA结合分析,我们可以设计修改的蛋白质并测试它们在植物中的功能。”
在几项突破性研究中,研究人员改变了谷物植物对干旱的响应方式。这项研究还包括为植物生物技术工程设计的变种转录因子。
Hrmova教授说:“我们在这一重要工作中发现的知识为将转录因子应用于增强植物对干旱和其他非生物胁迫的耐受性的工程提供了希望。
通过转录因子控制的植物防御机制的研究正在进行中。我们期待继续贡献力量,以协助农业部门应对持续干旱的影响。”"