[韋保羅] 以自然變異找出阿拉伯芥中影響乾旱引導離層酸累積的基因

    環境逆境的衝擊如乾旱影響植物的生產力,因氣候變遷與農業用地及水資源需求量的增加而漸漸引起更多關注。植物在乾旱環境下取得水份有限時,逆境荷爾蒙離層酸(Abscisic Acid;ABA)便會高度累積(A)。ABA量的增加調控著許多幫助植物適應乾旱環境之下游反應。但且不論ABA在植物逆境生物學中的核心重要性,要了解植物是如何調控ABA的多寡以及ABA的累積量是如何對應逆境強度是非常困難的。

    為了解決此問題,韋保羅實驗室測量了近300株阿拉伯芥品系在逆境引導下ABA的累積(Kalladan et al., 2017 PNAS)。這些阿拉伯芥品系來自於自然環境中,並已適應該地氣候與逆境因子。我們的分析顯示這些不同的阿拉伯芥之ABA累積有著非常大的差異(B)。在與Thomas Juenger (德州大學奧斯汀分校)及Jesse Lasky (賓州大學)的合作下,我們利用全基因組關聯分析(Genome Wide Association Analysis;GWAS)找出影響ABA累積的候選基因。數個由GWAS所找出的基因其突變株缺乏該基因之表現有著不同的ABA累積量(C)。這證實了我們已找出新和逆境與ABA關聯的基因。這些新發現的逆境關聯基因將可利用於尋找可改善乾旱下植物生產力的新方法,並更深入了解植物逆境感知與訊息傳遞。