西南科技大学白史且教授/吴婵娟特聘教授团队在高原牧草老芒麦光抑制调控机制研究中取得重要进展

       近日，西南科技大学草业科学团队、乡土草种质资源创新与育种利用四川林业草原重点实验室在国际知名植物科学期刊《Plant, Cell & Environment》（中科院1区top）发表题为“Genome-Wide Identification of NAC Transcription Factors in Elymus sibiricus and Functional Characterisation of EsNAC29 in Light Inhibition”的研究论文。

       该研究聚焦青藏高原特色牧草老芒麦，系统分析了其NAC转录因子基因家族，成功揭示了EsNAC29基因在牧草抵御强光伤害过程中的关键调控作用。西南科技大学生命科学与农林学院2023级硕士研究生周美君、2024级硕士研究生高晴为论文共同第一作者，吴婵娟特聘教授、白史且教授为论文共同通讯作者，西南科技大学为第一成果单位。

       青藏高原海拔高、日照强，强烈的太阳辐射对植物生长构成严峻挑战。老芒麦是该地区的当家草种，不仅支撑着当地畜牧业发展，也是高原草地生态修复的关键草种。不过其如何长期在高海拔强光环境中存活、生长，其分子层面的适应机制尚不明确。

       NAC转录因子是调控植物发育与胁迫响应的关键因子，但在老芒麦中缺乏系统研究。针对上述问题，西南科技大学草业科学团队依托前期获得的老芒麦高质量参考基因组，系统鉴定出290个EsNAC基因，并将其划分成14个亚家族。研究发现，其中11个亚家族通过基因复制实现了进化扩张，这为老芒麦适应极端光照环境提供了重要的遗传基础。

       前期研究表明，在强光胁迫下，拟南芥ANAC029基因的表达呈现先升高后降低的趋势，表明其受到强光诱导，是调控光抑制相关过程的候选基因。在此基础上，团队对老芒麦中的同源基因EsNAC29进行了功能研究。

       试验结果显示，在拟南芥中过表达EsNAC29时，植物会出现明显的强光受损症状，具体表现为叶片发黄、植株长势矮小，同时叶绿素含量、植株高度和鲜重都会明显下降。进一步深度分析揭开了EsNAC29的双重调控机制：一方面直接抑制叶绿素合成与光合作用相关基因的表达，降低光合效率；另一方面主动激活植物的抗逆防御系统。

       这些结果表明，EsNAC29基因作为关键的负调控因子，通过抑制光合作用核心过程在光抑制中发挥重要作用，帮助老芒麦规避强光带来的致命伤害，这也是老芒麦长期适应高原强光环境的重要内在分子机制之一。

       该研究首次从全基因组水平揭示了老芒麦NAC家族的演化特征，并鉴定出EsNAC29这一负调控光合作用、参与光抑制过程的关键基因，为解析青藏高原植物适应强光环境的分子机制提供了全新视角，也为通过基因工程手段培育耐高光、高抗逆性的牧草新品种提供分子靶标与理论依据。

       该研究得到四川省自然科学基金（2026NSFSC0115）、西南科技大学自然科学基金（23zx7138）、国家草业技术创新中心创新平台建设专项资金（CCPTZX2024GJ07）的资助。

       作者简介

       吴婵娟，博士，特聘教授，硕士研究生导师，入选四川省“天府峨眉计划”青年人才。长期从事草类植物表观遗传调控、种质创新与育种利用利用。在Science Advances、Nature Plants、Molecular Plant、Plant, Cell & Environment等知名期刊发表学术论文14篇，主持国家自然科学青年基金、四川省自然科学基金面上项目、草业国家技术创新中心重大创新平台建设专项子课题等项目。担任《Epigenetics Insights》和《Grass Research》期刊青年编委。

       白史且，彝族，博士，博士生导师，二级教授，长期从事乡土草种质资源挖掘与育种利用工作，现任西南科技大学学术委员会主任，中国草学会副理事长，享受国务院特殊津贴专家，中国乡土草基因组计划首席科学家，国家牧草产业技术创新战略联盟首席科学家，国家公益性行业专项首席科学家，首批全国林草科技创新团队首席专家。在Nature Communications、 Science China-Life Sciences、 Plant Biotechnology Journal等知名期刊发表论文多篇，选育草品种21个，制定标准52项，获国家科技进步奖二等奖2项（第一、第五）和神农中华农业科技奖优秀创新团队奖1项（第一）。