近日，北京农学院植物科学技术学院王维香教授课题组在Plant Stress期刊（IF=6.9，JCR一区）发表题为“The nuclear transcription factor ZmCCT positively regulates salt and low nitrogen stress response in Maize”的研究论文。该论文首次证实ZmCCT基因通过激活抗氧化系统与氮代谢通路，显著提升玉米对高盐和低氮胁迫的双重抗性，为作物抗逆育种提供了新靶点。

玉米（Zea Mays L.）是重要的粮食作物、饲料来源以及工业原料[1,2]。近些年极端天气的频繁出现，使玉米在生长过程中受到高/低温、干旱、涝害、盐害以及病原菌入侵等 多种不确定因素的胁迫。非生物胁迫（如干旱、盐碱与低氮）显著抑制玉米生长发育并导致减产。前期研究中，王维香教授课题组和中国农业大学徐明良教授合作，成功克隆了玉米转录因子基因ZmCCT，并揭示其通过光周期途径调控开花时间；同时发现ZmCCT启动子区的转座子（TE）插入会降低玉米茎腐病抗性。然而，ZmCCT响应生物与非生物胁迫的分子机制尚未明晰。在该研究中，王维香教授团队利用Y331/Y331-ΔTE自交系和83B28H1/H1/83B28H5/H5单倍型，证明了ZmCCT在玉米耐盐和耐低氮胁迫中发挥重要作用。通过DAB染色和H2O2含量分析，证实了Y331-ΔTE和83B28H5/H5在高盐和低氮处理后表现出更小的膜系统损伤和更高的胁迫耐受性。并且在高盐和低氮胁迫条件下，与Y331和83B28H1/H1系相比，Y331-ΔTE和83B28H5/H5自交系表现出更优越的表型表现。此外，与野生型植株相比，过表达ZmCCT的转基因拟南芥对盐和低氮胁迫的耐受性增强。此外，RNA-Seq分析表明，ZmCCT在应对高盐和低氮耐受性时，可直接激活这些盐诱导基因ZmNADP、ZmPP2C、ZmbHLH55、ZmPIP1–1、ZmPIP2–4，以及一些低氮相关基因ZmWRKY47、ZmMYB44、ZmMYB36、ZmPIN10和ZmbHLH83。综上所述，其研究结果表明ZmCCT在高盐和低氮胁迫耐受性中发挥重要作用，并进一步证明了ZmCCT具有多种非生物胁迫作用。这些结果表明，ZmCCT可能是玉米分子设计育种中增强植物耐盐和耐低氮胁迫的潜在候选基因。

玉米近等基因系Y331与Y331-ΔTE的转录组分析

ZmCCT调控玉米自交系Y331/Y331-ΔTE及83B28H1/H5

高盐与低氮胁迫的工作模型

北京农学院植物科学技术学院已毕业硕士研究生张彦冰、周治寰和北京市农林科学院肖森林博士为该论文的第一作者，北京农学院王维香教授、北京市农林科学院宋伟研究员、北京市农林科学院王荣焕研究员为论文的通讯作者。内蒙古农业大学李懿璞老师也做了重要工作，同时，该工作得到中国农业大学徐明良教授的悉心指导。该研究获国家自然科学基金（31871638）、北京市教委青年人才计划（CIT&TCD201904053）等项目支持。此外，这是本课题组围绕玉米抗茎腐病基因ZmCCT发表的第四篇研究论文（New Phytologist，2017，共同第一作者；Frontiers in Plant Science，2022，通讯作者；Journal of Experimental Botany，2023，通讯作者）。此项工作还在进行中，以期揭示ZmCCT抗玉米茎腐病-抗旱-耐盐碱的协同抗逆机制。