近日，动科学院张新全教授团队在能源作物领域的顶级学术刊物《Biotechnology for Biofuels》(5年平均影响因子5.473，中科院一区，TOP期刊)在线发表了题为“Comparative transcriptome study of switchgrass (Panicum virgatumL.) homologous autopolyploid and its parental amphidiploid responding to consistent drought stress”（柳枝稷同源多倍体及其亲本双二倍体响应持续干旱胁迫的转录水平比较研究）的研究论文，从生理和转录水平解析了柳枝稷同源多倍化后抗旱性提高的分子机制。该论文以毕业硕士研究生陈佩琳为第一作者，动科院牧草团队黄琳凯教授为通讯作者，四川农业大学为第一单位。此前，该课题组已在《Journal of Experimental Botany》和《Biotechnology for Biofuels》等期刊发表了多篇多倍体研究的相关研究论文。

新形成的多倍体，其基因组可能会经历短期适应性变化，从而增强植物对胁迫的抵抗力。考虑到干旱对生物燃料作物日益严重的影响，全基因组复制（WGD）可能成为抗旱育种的有效方法。但在全基因组复制前后，植物响应干旱的分子机制仍然不清楚。

该研究对干旱过程不同时间点的同源多倍体（8X）和双二倍体（4X）柳枝稷进行mRNA及microRNA测序。分析后发现8X Alamo中与干旱胁迫相关的差异表达转录本富集到核糖核苷以及核糖核苷酸结合等生物功能，而4X Alamo中与干旱相关的差异表达转录本与结构分子活性相关。WGD产生的倍性相关差异转录本主要与信号转导机制有关。加权基因共表达网络分析（WGCNA）检测到3个重要的干旱响应模块，其差异表达转录本主要在生物合成过程和光合作用中富集。总共检测到26个差异表达的microRNA，其中sbi-microRNA 399b仅在8X Alamo中表达。响应多倍化和干旱胁迫的microRNA靶基因均包含细胞色素P450和超氧化物歧化酶基因。本研究探索了8X和4X Alamo柳枝稷在生理和转录水平上的干旱响应变化，并为植物多倍体的短期适应性研究提供了重要的线索。

原文链接：https://biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13068-020-01810-z