华南农业大学储成才/胡斌/都兴林团队揭示转录因子ZFP151调控水稻耐旱性的分子机制

随着全球气候变暖，极端干旱天气频发，水稻种植日益面临干旱威胁。此外，我国人均水资源相对短缺，农业用水常年占全国总用水量的60%以上，而传统水稻种植在农业用水中占比最高。因此，提升水稻节水耐旱能力，不仅有助于保障干旱胁迫下的稳产，也能缓解农业与工业、生活用水的矛盾，对保障我国粮食安全和推动农业可持续发展具有重要意义。而水稻耐旱性的改良，很大程度上依赖于耐旱基因的挖掘及其分子机制的解析。

2026年2月26日，Journal of Genetics and Genomics在线发表华南农业大学农学院储成才教授/胡斌教授团队和吉林大学植物科学学院都兴林教授团队合作题为“ZFP151 enhances drought tolerance in rice through direct activation of NCED4 expression”的研究论文。该研究发现转录因子ZFP151通过直接激活NCED4的表达调控水稻干旱耐受性，并在水稻自然群体中鉴定出一个具有较强转录激活活性的优异单倍型，为节水耐旱水稻改良提供了重要基因资源。

该研究发现，C2H2型转录因子ZFP151是水稻耐旱性的正调控因子。与野生型相比，其突变体表现出干旱敏感的表型，而过表达株系耐旱性则显著提高。RNA-Seq和ChIP-Seq联合分析发现，ZFP151可直接激活ABA合成基因NCED4的表达，进而调控ABA含量。更重要的是，ZFP151过表达株系不仅在苗期耐旱性显著提高，其在田间干旱条件下的产量也显著高于野生型。通过分析水稻微核心种质群体中ZFP151的序列变异，鉴定出ZFP151的5种主要单倍型。转录激活实验表明，单倍型I对NCED4的转录激活活性最强。将该单倍型导入粳稻品种“越光”后，可显著上调NCED4的转录水平，促进ABA合成，从而明显提高“越光”的苗期耐旱性。

ZFP151显著提高水稻耐旱性

A和B：zfp151突变体田间耐旱性显著降低；C和D：过量表达ZFP151显著提高水稻田间耐旱性；E：ZFP151单倍型I显著提高干旱条件下ABA含量；F和G：ZFP151单倍型I显著提高水稻苗期耐旱性。

综上所述，该研究揭示了ZFP151调控水稻耐旱性的分子机制，为水稻节水耐旱改良提供了理论基础和基因资源。