几十年来脯氨酸积累被广泛认为可提高植株对干旱及多种非生物胁迫的抗性。脯氨酸合成关键酶P5CS的超表达被大量文献报道可提高干旱、盐、重金属等胁迫下植株的长势。然而，这样一个抗非生物胁迫的明星基因目前却还未被应用在作物育种中。

近日，四川农业大学玉米研究所卢艳丽团队在The Crop Journal发表了题为“Revisiting the role of delta-1-pyrroline-5-carboxylate synthetase in drought-tolerant crop breeding”的研究论文。该研究利用干旱诱导型启动子驱动P5CS1及反馈抑制被解除的P5CS1^F128A在水稻中表达。结果显示，在PEG模拟渗透胁迫及盆栽干旱实验中转P5CS1及P5CS1^F128A的材料长势及产量均高于对照；然而，在大田非干旱条件下转P5CS1及P5CS1^F128A的材料分蘖数低于对照，稻米品质及产量也低于对照。进一步分析显示，该表型可能是由于转P5CS1及P5CS1^F128A的材料中脯氨酸的异常积累扰乱了氨基酸尤其是谷氨酸和谷氨酰胺的代谢所导致。因此，该研究确切地回答了脯氨酸合成关键酶P5CS在作物（至少在水稻）抗旱育种中不具应用价值。

四川农业大学玉米研究所青年教师冯宣军与博士生胡月为该论文共同第一作者，卢艳丽教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目(U21A20209, 31871640)和四川省项目(2021YFYZ0017, 2020YJ0350, 2021YFH0053, 2020-GH02-00027-HZ)的资助。

原文连接：

https://doi.org/10.1016/j.cj.2022.04.002

新闻链接：四川农业大学证实脯氨酸合成关键酶P5CS不具有抗旱育种价值 (qq.com)