《Plant Stress》：The
indica transcription factor gene
OsERF65 confers rice drought tolerance via upregulation of late embryogenesis abundant genes
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本研究针对干旱胁迫严重制约作物产量的突出问题，聚焦水稻AP2/ERF转录因子家族中功能未知的成员OsERF65。研究人员通过遗传学、转录组学及分子互作实验，首次系统阐明OsERF65ZS97B可通过直接结合LEA基因（如OsLEA3、Rab16A）启动子并激活其转录，从而增强水稻渗透调节能力与氧化损伤缓解能力，显著提升抗旱性。该研究为水稻抗旱育种提供了新靶点，对保障粮食安全具有重要意义。
干旱是制约全球作物生产的主要非生物胁迫之一，尤其对水稻这类需水量大的作物影响更为显著。随着气候变化加剧，干旱发生频率和强度持续增加，培育抗旱品种已成为农业领域亟待解决的核心问题。植物在长期进化过程中形成了复杂的抗旱机制，其中转录因子调控网络在应激响应中发挥关键作用。AP2/ERF（APETALA2/乙烯响应因子）是植物中最大的转录因子家族之一，但其成员OsERF65在水稻抗旱中的功能尚未明确。
本研究团队在前期工作中发现，籼稻品种“珍汕97B”（ZS97B）虽为低地稻，却表现出优于部分旱地粳稻的抗旱性。通过转录组分析锁定OsERF65为候选基因后，研究人员开展系统功能解析。相关成果发表于《Plant Stress》。
关键技术方法包括：利用CRISPR/Cas9（成簇规律间隔短回文重复序列及相关蛋白9）技术构建OsERF65敲除突变体；通过RNA-seq（转录组测序）筛选差异表达基因；采用DAP-seq（DNA纯化测序）在全基因组范围鉴定OsERF65结合位点；运用酵母单杂和双荧光素酶报告基因验证转录调控关系；基于268份水稻种质进行单倍型分析。实验材料以粳稻品种“日本晴”为遗传背景。
3.1. 过表达OsERF65增强水稻抗旱性
在苗期干旱胁迫下，过表达OsERF65的转基因株系存活率（76.5%–86.2%）显著高于野生型（39.6%–48.3%）。生理指标检测显示，转基因植株在聚乙二醇模拟干旱条件下脯氨酸含量更高、丙二醛含量更低，说明其渗透调节能力增强且膜损伤减轻。
3.2. 敲除OsERF65降低抗旱性
CRISPR/Cas9敲除突变体在干旱处理后存活率显著低于野生型，丙二醛含量升高，表明氧化损伤加剧，反向验证OsERF65对抗旱性的正向调控作用。
3.3. OsERF65受干旱诱导且定位于细胞核
表达模式分析显示，OsERF65在脱水处理和聚乙二醇胁迫下表达量显著上调，在根部表达最高。亚细胞定位实验证实OsERF65为核定位蛋白，符合其转录因子功能特性。
3.4. OsERF65调控胁迫响应基因表达
RNA-seq发现过表达株系中248个基因上调，40个基因下调。GO（基因本体）富集分析显示这些基因显著富集于应激响应、激素代谢等过程。进一步筛选出62个基因受干旱诱导，40个受ABA（脱落酸）诱导，提示OsERF65可能参与ABA信号通路。
3.5. OsERF65直接调控LEA基因转录
DAP-seq鉴定出70793个结合峰，其中26.48%位于启动子区。整合分析发现155个上调基因为OsERF65直接靶标， motif（模体）分析显著富集基序“ATAATGTCGGTG”。酵母单杂和双荧光素酶报告实验证实OsERF65可直接结合OsLEA3、Rab16A等LEA基因启动子并激活其转录。
3.6. OsERF65与OsMYB48互作
酵母双杂交筛选发现OsERF65与转录因子OsMYB48、蛋白激酶OsCIPK17等互作，暗示其可能通过蛋白互作网络协同调控抗旱性。
3.7. OsERF65单倍型与抗旱性关联
在268份种质中鉴定出5种OsERF65单倍型，其中Hap1主要存在于籼稻，Hap2多见于粳稻。功能实验表明Hap1编码蛋白转录激活活性更强，双荧光素酶检测显示OsERF65Hap1对OsLEA3启动子的激活能力显著高于OsERF65Hap2。在节水抗旱稻品种中，OsERF65表达受干旱强烈诱导，提示其优异等位基因在育种中具应用潜力。
讨论与结论
本研究首次揭示OsERF65通过直接上调LEA基因表达增强水稻抗旱性，并发现其与OsMYB48互作可能协同放大调控效应。单倍型分析表明籼稻来源的OsERF65Hap1为优异等位基因，为分子标记辅助育种提供理论依据。值得注意的是，OsERF65在粳稻中报道负调控纹枯病抗性，本研究则凸显其对抗旱性的正向作用，反映出转录因子在生物与非生物胁迫响应间的平衡机制。该成果不仅深化了对AP2/ERF家族功能多样性的认知，也为设计抗旱与抗病协同改良的育种策略提供了新思路。
