李君霞，代书桃，陈宇翔，朱灿灿，秦 娜，宋迎辉，王春义，芮战许，梁秋芳，李 符，王生轩

(1.河南省农业科学院 粮食作物研究所，河南 郑州 450002;2.邓州市农业技术推广中心，河南 邓州 474150)

干旱是主要的非生物胁迫之一，严重影响植物的生长发育、产量、品质及种植范围,进而影响农业生产。因此，开展植物抗旱育种具有重要意义。植物的抗旱性大多属于受多基因控制的复杂数量性状，抗旱机制复杂。利用传统育种方法改良植物的抗旱性存在周期长、优异种质资源缺乏且容易受外界环境影响等问题。因此，植物抗旱性改良进展缓慢。利用现代分子生物技术发掘利用优异的抗旱基因资源改良植物的抗旱性，能克服传统育种的以上缺点，是提高植物抗旱丰产能力的有效途径。抗旱基因主要分为2种：功能基因和调节基因。转录因子属于调节基因，可以调控多个与抗旱等逆境相关的基因的表达，通过超表达一些关键抗旱转录因子可以使植物的抗旱性得到改善，这是提高植物抗旱性的最有效的方法和途径[1-2]。目前，与植物抗旱性相关的转录因子家族主要有bZIP(Basic leucine zipper)、NAC[NAM(No apical meristem)、ATAF1(Arabidopsistranscription activation factor 1)、ATAF2、CUC2(Cup-shaped cotyledon 2)]、AP2/ERF(APETALA2/Ethylene response factor)、 WRKY、MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)家族等。其中，MYB转录因子是植物中最大的转录因子家族之一[3]，目前已在拟南芥(Arabidopsisthaliana)、水稻(Oryzasativa)、棉花(Gossypiumhirsutum)中分别鉴定了198、183、200个MYB基因[3-5]。

MYB转录因子家族成员众多，功能多样，参与信号转导[6-7]、抵御病原菌[8]、木质部发生和木质素合成[9-11]等，在干旱胁迫等非生物胁迫调控中具有重要作用[12-27]。目前，众多研究已经证实过表达MYB基因可以提高转基因植株的抗旱性[20-27]。基于此，阐述了MYB 转录因子的基本结构及其在拟南芥、烟草(Nicotianatabacum) 及水稻、玉米(Zeamays)、大豆(Glycinemax)等作物抗旱基因工程中的应用进展，以期为 MYB 转录因子的利用及植物抗旱遗传改良和育种提供参考。

1 MYB转录因子的基本结构特征

MYB 转录因子的N端均具有高度保守的DNA结合结构域MYB结构域[28]，该结构域通常包含1～4个不完全重复序列(R),每个R由大约52个氨基酸残基组成，序列中均匀分布的3个色氨酸残基形成1个疏水核心[29]，每个R可形成3个α-螺旋结构,第2和第3个螺旋与3个均匀分布的色氨酸残基形成螺旋-转角-螺旋(HTH)结构[30]。每个R的第3个螺旋是“识别螺旋”,能够直接与DNA接触并嵌入其大沟中[31]。在与DNA接触的过程中,2个R紧密结合于DNA大沟中,使2个“识别螺旋”协同作用,结合到特定的DNA序列上[31]。

根据R数目的不同,MYB转录因子可以分为4种类型: 1R-MYB/MYB-related、R2R3-MYB、3R-MYB (R1R2R3-MYB)、4R-MYB[32-33]。其中，1R-MYB/MYB-related通常只包含1个R,它们是重要的端粒结合蛋白，其主要作用是维持染色体结构的完整性，但在调节基因转录过程中也发挥一定的作用；R2R3-MYB含有2个R,该类成员较多，它们广泛地参与细胞分化、激素应答、次生代谢、环境胁迫响应以及抵抗病虫的侵害；3R-MYB (R1R2R3-MYB)含有3个连续的R,该类成员相对较少，主要在细胞周期和细胞分化过程中发挥作用，同时也调控植物对逆境的耐受性；4R-MYB含有4个R，该类成员较少，关于其与植物生理过程的相关性研究较少[33]。目前，发现的与抗旱有关的MYB转录因子绝大部分都是R2R3-MYB转录因子[20-27]。

2 MYB转录因子在植物抗旱基因工程中的应用进展

目前，已经从不同植物中克隆了很多MYB基因，一部分MYB基因已经在拟南芥、烟草甚至粮食作物等中进行了遗传转化，且证实了超表达MYB基因可提高转基因植株的抗旱性[20-27，34-60]。

2.1 拟南芥抗旱基因工程

对基因功能的研究大部分从模式植物拟南芥开始，因为拟南芥染色体少、基因组小，转化周期短，且其转化再生体系已经非常完善。目前，已经将拟南芥、小麦(Triticumaestivum)、苦荞麦(Fagopyrumtataricum)、水稻、大豆、棉花、扁豆(Lablabpurpureus)等的MYB基因在拟南芥中进行了遗传转化，且已证实超表达MYB基因的拟南芥植株的抗旱性有不同程度的提高[20-27，34-43]，为植物抗旱育种奠定了基础。

2.1.1 拟南芥MYB基因 拟南芥AtMYB44基因受干旱、高盐、低温、ABA(Abscisic acid)诱导表达，在维管结构和叶表皮的保卫细胞中表达；超表达AtMYB44基因的转基因拟南芥植株对ABA的敏感性增强，在ABA处理下，气孔开度变小，气孔关闭速度加快；组成型超表达AtMYB44基因使得转基因拟南芥植株生长缓慢、开花推迟、籽粒变小，但却使干旱胁迫条件下转基因植株叶片失水速率降低，存活率较野生型对照提高4倍；进一步分析发现，AtMYB44基因通过下调ABA信号负调控子PP2C(Serine/threonine protein phosphatases 2C)基因的表达量来提高转基因植株的抗旱性[20]。类似的，拟南芥AtMYB15基因在营养器官、生殖器官及气孔保卫细胞中表达，受ABA、干旱、高盐诱导表达；在拟南芥中超表达AtMYB15基因，ABA处理后，转基因植株气孔开度降低、气孔关闭速度加快，且转基因植株中ABA合成基因 (ABA1、ABA2)、ABA信号基因ABI3(Abscisic acid-insensitive 3)、ABA依赖途径中的胁迫响应基因[ADH1(Alcohol dehydrogenase 1)、RD22(Responsive to dehydration 22)、RD29B]的表达量均上调；在拟南芥中超表达AtMYB15基因，干旱胁迫条件下，转基因植株的存活率较野生型对照提高2倍，叶片失水速率降低[21]。说明超表达AtMYB15基因植株抗旱性的提高主要得益于ABA合成、信号、响应基因表达量的提高。同样的，超表达AtMYB37基因也提高了转基因植株对ABA的敏感性，主要体现在抑制种子萌发、诱导气孔关闭及抑制气孔张开，也增加了ABA信号调控基因及ABA响应基因[ABF2(ABA responsive element binding factors 2)、ABF3、COR15A(Cold regulated 15A)、COR15B、COR47、DREB2A(Dehydration responsive element binding factors 2A)、MYC2(v-myc avian myelocytomatosis viral oncogene homolog)、RAB18(Responsive to ABA 18)、RD22、RD26、RD29A、RD29B、SnRK2.2(Sucrose non-fermenting 1-related protein kinase 2.2)、SnRK2.3]的表达量；另外，组成型超表达AtMYB37基因使拟南芥开花推迟，但提高了转基因拟南芥植株的抗旱性，干旱胁迫处理后，转基因植株存活率较野生型对照提高1倍，株高、生物量显著提高，更值得注意的是,荚果数量和籽粒产量显著提高20%以上[22]。

2.1.2 粮食作物MYB基因 小麦、水稻等都是主要的粮食作物，对其MYB基因进行抗旱性研究，对于后期粮食作物抗旱遗传改良具有重要的直接借鉴作用。

前人从小麦中克隆PEG(Polyethylene glycol)胁迫诱导MYB基因TaMYB30-B，在拟南芥中超表达该基因提高了转基因植株发芽期和幼苗期的抗旱性，幼苗干旱处理30 d复水后，所有转基因植株恢复正常生长，野生型对照全部死亡；干旱胁迫条件下，转基因植株叶片脯氨酸、可溶性糖含量均较野生型对照显著升高，MDA(Malondialehyde)含量显著降低；进一步分析发现，转基因植株中一些干旱胁迫相关基因[RD29A、ERD1(Early responsive to dehydration 1)]的表达量较野生型对照显著提高[23]。说明TaMYB30-B基因通过上调干旱胁迫相关基因的表达量来提高转基因植株的抗旱性。小麦TaMYB33基因除了受干旱诱导表达外，还受高盐、ABA诱导表达，在拟南芥中超表达该基因，培养基干旱胁迫条件下，转基因植株的根长显著增加；土培干旱后复水，转基因植株能够正常生长结实，野生型对照全部死亡；进一步分析发现，转基因植株中ICE1[Inducer of CBF(C-repeat binding transcription factor 3)expression 1]、AAO3(Abscisic aldehyde oxidase 3)、P5CS(Δ1-pyrroline-5-carboxylate synthetase)基因及锌指蛋白基因AZF2、ZAT12表达量均显著提高[24]。说明TaMYB33基因主要通过调节渗透平衡和ROS(Reactive oxygen species)清除来提高转基因植株的抗旱性。类似的，小麦TaMYB19基因受干旱、高盐、低温、ABA诱导表达，在拟南芥中超表达该基因提高了转基因拟南芥植株的抗旱性，主要表现在干旱胁迫条件下转基因植株的叶片失水速率较野生型对照降低，叶片可溶性糖、脯氨酸含量显著增加，MDA含量和电解质渗漏率显著降低，且干旱复水后野生型对照全部死亡，而转基因植株的存活率为57.7%～60.0%；进一步分析发现，干旱胁迫条件下，转基因植株中RD29A、RD22、MYB2等胁迫相关基因的表达量提高[25]。同样的，在拟南芥中超表达小麦TaMYBsm1-D基因也能提高干旱条件下转基因后代的脯氨酸含量及发芽率，降低叶片失水速率和MDA含量，显著提高转基因植株的存活率，并上调一些干旱胁迫响应基因(DREB2A、P5CS1、RD29A)的表达量[26]。

近期，ZHAO等[27]从小麦中分离出6个新的MYB基因，其在小麦的不同组织中均表达，且受高温、干旱、高盐、ABA诱导表达。在拟南芥中超表达其中的一个MYB基因TaMYB80，培养基条件下，转基因幼苗的抗旱性和耐热性提高；进一步进行土壤培养，干旱条件下，转基因植株存活率(70%)仍较野生型对照(30%)显著提高，叶片失水速率显著降低；另外，转基因植株细胞内ABA水平提高，ABA正调控的胁迫相关基因[AtMYB15、AtHSFA6b(Heat shock transcription factor A6b)、AtDREB2A、AtRD22、AtRD29b]的表达量也提高。说明TaMYB80基因通过上调ABA正调控的胁迫相关基因的表达量来提高转基因植株的抗逆性。研究[34]发现，小麦TaMYB31基因有3个同源基因TaMYB31-A、TaMYB31-B、TaMYB31-D，其中TaMYB31-B在各组织中的表达量均较高，且受干旱、ABA诱导表达。超表达TaMYB31-B基因的拟南芥植株较野生型对照矮小，对ABA的敏感性增强；干旱胁迫条件下，转基因植株根长增加，叶片失水速率降低，存活率显著提高。转录组分析发现，转基因植株中一些蜡质合成基因[WIN1(Wax inducer 1)/SHN1、CYP96A15(Cytochrome P450 96A15)、FAR3(Fatty acyl-coa reductase 3)、CER1-L1(E ceriferum 1-L1)、WSD1(Wax ester synthase/diacylglycerol acyltransferase 1)]、干旱胁迫响应基因[LTP3(Lipid-transfer protein 3)、KIN1(Kinase 1)、LEA(Late-embryogenesis-abundant protein)]的表达量提高，参与ABA降解途径的CYP707A3基因表达量降低。说明超表达TaMYB31-D基因植株抗旱性的提高主要得益于蜡质合成、干旱胁迫响应等基因表达量的提高。

除了小麦，前人[35]从苦荞麦中研究发现，FtMYB9基因受干旱、高盐、低温、ABA诱导表达，超表达FtMYB9基因拟南芥植株对ABA的敏感性增强。土培干旱胁迫条件下，转基因植株的存活率(85%)显著高于野生型对照(10%)；转基因植株叶片MDA含量降低，脯氨酸含量和保水能力提高，且一些胁迫相关基因(P5CS1、DREB2A、RD29B、COR15A等)的表达量升高。同样的，苦荞麦FtMYB13基因也受干旱、高盐、ABA诱导表达，超表达FtMYB13基因同样提高了转基因植株干旱胁迫条件下的存活率，降低了转基因植株ROS和MDA含量，提高了脯氨酸含量和光合效率，且一些胁迫相关基因(CBF1、CBF2、CBF3、COR15A、DREB2A、ERD10、KIN1、P5CS1、RD17、RD22、RD29A、RD29B)的表达量也提高；不同的是，超表达FtMYB13基因降低了转基因植株对ABA的敏感性[36]。类似的结果在水稻中也有出现，水稻OsMYB3R-2基因受干旱、高盐、低温诱导表达，在拟南芥中超表达OsMYB3R-2基因，转基因植株生长稍微缓慢，但抗旱能力(存活率提高、叶片失水速率降低)、耐低温能力(存活率提高)均提高，且一些胁迫响应基因[DREB2A、COR15A、RCI2A(Rare-cold-inducible 2A)]的表达量提高[37]。

2.1.3 其他植物MYB基因 研究发现，大豆GmMYBJ1基因受干旱、高盐、低温诱导表达，在拟南芥中超表达该基因提高了转基因植株的抗旱性和耐冷性，干旱胁迫条件下，转基因植株的存活率(75%～80%)显著高于野生型对照(40%)，叶片失水速率及MDA含量降低，且一些胁迫相关基因(AtRD29B、AtCOR47、AtCOR78、AtCOR15A)的表达量提高[38]。说明MYB基因主要通过上调胁迫相关基因的表达量来提高转基因植株的抗旱性，不同MYB基因调控的胁迫相关基因不大相同。另外，超表达棉花GaMYB85基因可以使转基因拟南芥植株对ABA的敏感性增强，气孔变大，气孔开放率降低，抗旱、耐盐、耐冷性提高；在干旱胁迫条件下，超表达GaMYB85基因拟南芥植株脯氨酸、叶绿素含量均增加，叶片失水速率降低，叶片相对含水量提高，且一些胁迫相关基因(RD22、ADH1、RD29A、P5CS、ABI5)的表达量提高[39]。同样的，超表达扁豆LpMYB1[40]基因及CpMYB10[41](CraterostigmaplantagineumMYB10)基因也提高了转基因拟南芥植株的抗旱性和耐盐性，且超表达CpMYB10基因使转基因拟南芥植株根系变庞大。

研究发现，菊花(Chrysanthemummorifolium)CmMYB2基因受干旱、高盐、低温及ABA诱导表达，在拟南芥中超表达该基因，推迟了转基因植株开花时间，增强了对ABA的敏感性，降低了气孔开度，提高了干旱胁迫条件下的发芽率和存活率(78.6%～86.5%，野生型对照为17.3%～19.8%)；表达分析发现，转基因植株中一些胁迫相关基因(RD22、RD29A、RAB18、COR47、ABA1、ABA2)的表达量提高，一些开花相关基因[CO(CONSTANS)、FT(Flowering locus T)、SOC1(Suppressor of overexpression of constans 1)、LFY(LEAFY)、AP1]的表达量降低[42]。近期发现，白杨(Populustomentosa)PtoMYB170基因在幼嫩叶片和木质部表达，超表达PtoMYB170基因的白杨植株生长缓慢、叶片小、叶片卷曲下垂，经分析发现，转基因白杨木质化程度较野生型对照增加，木质部次生细胞壁加厚；进一步分析发现，PtoMYB170基因主要激活了木质素合成基因[PAL4(Phenylalanine ammonia-lyase 4)、CCOAOMT1(Caffeoyl-CoA O-methyltransferase 1)、CCR2(Cinnamoyl-CoA reductase 2)、COMT2(Catechol O-methyltransferase 2)、CAD1(Cinnamyl alcohol dehydrogenase 1)]的表达，且其主要在保卫细胞中表达[43]。在拟南芥中超表达PtoMYB170基因，促进了拟南芥植株气孔关闭，降低了叶片失水速率，增加了抗旱性[43]。说明PtoMYB170基因可以促进木质素积累，且可通过调节气孔关闭来提高转基因植株的抗旱性。

2.2 烟草抗旱基因工程

除了拟南芥外，烟草也是遗传转化的模式植物,它具有操作容易、 组织培养周期短、 转化效率高等优点，可以大大缩短转化再生周期，是基因功能验证的良好受体材料。目前，已经在烟草中证实，超表达小麦、棉花、甘蔗(Saccharumofficinarum)等的MYB基因可以提高转基因烟草植株的抗旱性[44-53]。

2.2.1 粮食作物MYB基因 研究发现，小麦MYB基因TaPIMP1受干旱和Bipolarissorokiniana诱导表达，超表达TaPIMP1基因提高了转基因烟草的抗旱性及抗青枯病能力，胁迫条件下，转基因植株的PAL (Phenylalanine ammonia-lyase ) 活性和SOD(Superoxide dismutase)活性分别较野生型对照提高75.0%～87.5%和6.8%～30.8%[44]。TaMyb1D基因受干旱、H2O2诱导表达，在烟草中超表达该基因增加了转基因植株的叶肉细胞密度；干旱胁迫条件下，转基因植株叶片相对含水量、CAT(Catalase)活性提高，叶片失水速率、MDA含量及H2O2水平降低，根长增加，转基因植株存活率显著提高；进一步分析发现，转基因植株中一些ROS清除基因[CAT、SOD、POD(Peroxidase)]和干旱胁迫相关基因[NtP5CS1、NtSUS1(Sucrose synthase gene)、NtLEA5、NtLTP1、NtSAMDC(S-adenosyl-L-methionine decarboxylase gene)]的表达量均上调[45]。说明TaMyb1D基因通过上调干旱胁迫相关基因的表达量及ROS清除酶活性来提高转基因植株的抗旱性。类似的，WEI等[46]也发现，小麦MYB基因TaODORANT1受干旱、高盐、ABA、H2O2诱导表达，在烟草中超表达该基因，转基因植株对ABA的敏感性增强；干旱胁迫条件下，转基因植株叶片含水量、CAT、SOD活性均较野生型对照增加，叶片失水速率、离子渗漏率、MDA含量及H2O2水平均降低,气孔开度变小，根系增长，存活率显著提高；表达分析发现，干旱胁迫条件下，转基因植株中一些胁迫相关基因[CAT、NtNCED3(Nine-cis epoxycarotenoid dioxygenase 3)、NtERD10C、NtERD10D、NtLEA5、NtABF2、NtP5CS1、NtSAMDC、NtADC(Arginine decarboxylase)]的表达量提高。说明TaODORANT1基因也通过上调干旱胁迫相关基因的表达量及ROS清除酶活性来提高转基因植株的抗旱性。

2.2.2 经济作物MYB基因 棉花GbMYB5基因沉默植株在干旱胁迫条件下的存活率(50%)较野生型对照(90%)显著降低，脯氨酸含量、抗氧化酶[SOD、 POD、CAT、GST(Glutathione-S-transferase)]活性降低，MDA含量增加。为进一步验证GbMYB5基因的抗旱性，在烟草中超表达该基因，提了转基因植株对ABA的敏感性；干旱胁迫条件下，转基因烟草的存活率(70%～80%)较野生型对照(30%)提高，叶片失水速率降低，相对含水量增加，气孔开度及气孔开放率明显降低，脯氨酸含量和抗氧化酶活性提高，MDA含量降低；进一步分析发现，抗氧化酶基因(SOD、CAT、GST)、多胺合成基因(ADC1、SAMDC)及干旱响应基因(NCED3、RD26、ERD10D)的表达量均提高[47]。类似的，在烟草中超表达甘蔗SoMYB18基因也提高了转基因植株的抗旱性[48]。

2.2.3 果树MYB基因 枸桔(Poncirustrifoliata)PtsrMYB基因受干旱、高盐、低温、ABA诱导表达，在烟草中超表达该基因，干旱胁迫条件下，转基因植株叶片失水速率、MDA及ROS含量均降低。进一步分析发现，转基因植株中2个ADC基因的表达量提高，且多胺含量提高；ADC基因启动子区域存在很多MYB识别顺式作用元件，且酵母单交杂试验证实，PtsrMYB可与ADC基因启动子中的2个区域结合[49]。推测在一定程度上PtsrMYB基因通过调控ADC基因来调控多胺含量进而调控转基因植株的抗旱性。杜梨(Pyrusbetulaefolia)MYB基因PbrMYB21也有同样的功能[50]。PbrMYB2基因受干旱、高盐诱导表达，在烟草中超表达PbrMYB21基因，干旱胁迫条件下，转基因植株叶片失水速率降低，气孔开度减小，电解质渗漏率、MDA含量及ROS含量均显著降低；而PbrMYB21基因沉默杜梨对干旱的敏感性增强，抗旱性降低。进一步分析发现，与野生型对照相比，超表达PbrMYB21基因烟草中ADC基因的表达量增加，多胺含量提高，而PbrMYB21基因沉默植株正好相反；ADC基因启动子区存在MYB识别顺式作用元件，说明ADC基因可能是PbrMYB21基因的靶标基因，超表达PbrMYB21基因烟草植株抗旱性的提高可能一部分归因于PbrMYB21基因上调ADC基因表达量进而提高多胺含量。苹果(Malusdomestica)MdSIMYB1基因受干旱、高盐、低温及IAA(Indoleacetic acid)、ABA诱导表达，超表达MdSIMYB1基因烟草种子萌发对ABA不敏感。在干旱、高盐、低温胁迫条件下，转基因烟草植株的抗性水平提高，这主要得益于一些胁迫响应基因(NtDREB1A、NtERD10B、NtERD10C)表达量的提高；另外，超表达MdSIMYB1基因促进了转基因烟草植株根系的生长，转基因植株根系强壮，从而有利于提高转基因植株的抗逆性；进一步分析发现，根系强壮主要归因于转基因植株中生长素响应基因(NtIAA4.2、NtIAA4.1、NtIAA2.5)表达量的提高[51]。

2.2.4 其他植物MYB基因SbMYB15(SalicorniabrachiataMYB15)基因也受干旱、高盐、低温、高温及SA(Salicylic acid)诱导表达，但不受ABA诱导表达。在烟草中超表达SbMYB15基因提高了转基因植株的耐盐性和抗旱性，这主要得益于胁迫条件下转基因植株叶绿素、脯氨酸、可溶性糖、总氨基酸含量及膜稳定性增加，电解质渗透率、MDA和ROS含量降低及一些胁迫相关基因(LEA5、ERD10D、LTP1、HSF2、ADC、P5CS、SOD、CAT)表达量提高[52]。另外，超表达甜根子草(Saccharumspontaneum)SsMYB18基因可以提高转基因烟草植株的抗旱性、耐冷性、耐盐性；与非转基因植株相比，在干旱、高盐、低温胁迫条件下，转基因植株抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性增加，MDA含量降低，脯氨酸含量增加[53]。

2.3 粮食及经济作物抗旱基因工程

在拟南芥、烟草中进行MYB基因的遗传转化，最终是为了在农作物尤其是粮食作物、经济作物上应用，提高其抗旱性。目前，已经在水稻、玉米、大豆等中进行了MYB基因的遗传转化，并证实超表达MYB基因可提高粮食作物的抗旱性[54-60]，这为今后粮食作物的抗旱育种奠定了良好的基础，储备了重要的基因资源。

2.3.1 粮食作物MYB基因 水稻是主要的粮食作物之一，其染色体较少，基因组较小，遗传转化体系已经非常成熟，已成为遗传转化的模式植物。水稻OsMYB48-1基因受PEG、ABA、H2O2、脱水诱导表达,在水稻中超表达该基因,转基因植株对ABA的敏感性增强，且体内ABA积累量增加；干旱胁迫条件下，转基因水稻植株存活率较野生型对照显著提高，叶片失水速率和MDA含量显著降低,脯氨酸含量显著增加；进一步分析发现，转基因植株体内ABA合成基因(OsNCED4、OsNCED5)、早期信号基因 (OsPP2C68)、后期响应基因 (RAB21、OsLEA3、RAB16C、RAB16D)的表达量均较野生型对照提高[54]。说明OsMYB48-1基因通过调控ABA合成来提高转基因植株的抗旱性。类似的，OsMYBR1基因在不同组织、不同生育时期均受干旱、冷诱导表达，在水稻中超表达OsMYBR1基因，转基因植株对ABA的敏感性增强；干旱胁迫条件下，转基因植株脯氨酸和可溶性糖含量均较野生型对照显著增加，存活率显著提高127.5%～148.8%；进一步分析发现，干旱和ABA处理条件下，转基因水稻植株体内4个胁迫相关基因[OsP5CS1、OsProt(Proline transporter ptotein)、OsLEA3、OsRAB16]的表达量明显提高[55]。OsMYB6基因同样受干旱诱导表达，在水稻中超表达该基因，干旱胁迫条件下，转基因植株的存活率(62.2%～64.9%)较野生型对照(11.3%)显著提高，脯氨酸含量和CAT、POD活性同样增加，电解质渗漏率和MDA含量降低，一些非生物胁迫相关基因[OsLEA3、OsDREB2A、OsDREB1A、OsP5CS、SNAC1(Stress-responsive NAC)、OsCATA]的表达量提高[56]。另外，在水稻中超表达甘蔗ScMYBAS1-3基因也提高了转基因植株的抗旱性[57]。

玉米是主要的粮食作物之一，提高玉米的抗旱性对于国家粮食安全具有重要的现实意义。在玉米中超表达OsMYB55基因，干旱和高温条件下，转基因植株的株高、茎粗、生物量及叶绿素含量均较野生型对照提高，且一些胁迫相关基因[WRKY120基因,AP2/EREBP家族基因,DNA复制许可因子基因MCM3(Minichromosome maintenance protein 3)、MCM4、MCM6等]的表达量提高[58]。

2.3.2 经济作物MYB基因 大豆GmMYB84基因受干旱、高盐、H2O2、ABA诱导表达，在大豆中超表达该基因，干旱胁迫条件下，转基因植株存活率较野生型对照显著提高3.25倍，主根长增加(正常条件下无差异)，脯氨酸、可溶性糖含量和抗氧化酶(POD、CAT、SOD)活性显著升高，MDA含量和失水速率降低。同时发现，GmMYB84基因通过调控ROS含量来调控主根伸长。进一步分析发现，H2O2处理条件下转GmMYB84基因大豆植株中ROS清除相关基因[CAT1/2/3、FeSOD1/2/3、Cu/ZnSOD1/2/3、POD家族基因 (At5g24070、At4g25980、At5g19890)]的表达量提高；干旱条件下，转GmMYB84基因大豆植株中干旱胁迫相关基因(GmRD22、GmP5CS、GmRBOHBs)的表达量升高[59]。另外，大豆GmMYB118基因受干旱、高盐及低温胁迫诱导表达，超表达该基因也可以提高转基因植株(拟南芥、大豆)在干旱胁迫条件下的存活率，转基因植株中脯氨酸、叶绿素含量均较野生型对照提高，ROS和MDA含量均较野生型对照降低[60]。

3 问题与展望

干旱是主要的非生物胁迫逆境之一，严重影响植物生长发育及产量、品质。因此，提高植物抗旱性对农业生产具有重要作用。基因工程育种有其独特的优势，不仅基因来源广泛而且能够实现对特定性状精确高效的改良，有着广阔的应用前景。MYB转录因子是植物中最大的转录因子家族之一，在植物抵御干旱胁迫反应中具有重要的调控作用。目前，MYB 转录因子在拟南芥、烟草及水稻、玉米、大豆等粮食作物抗旱基因工程中的应用方面取得了一定的进展，成功获得一些转基因抗旱材料，为植物尤其是作物抗旱遗传改良及育种奠定了坚实的基础。但该领域还存在一些亟待解决的问题。首先，目前获得的转基因植物的抗旱性鉴定大多仅仅局限于苗期，但是苗期抗旱生殖生长期不一定抗旱，而生殖生长期是否抗旱直接关系到产量是否受损，故在苗期抗旱性鉴定的基础上应进行生殖生长期抗旱性鉴定；大多数抗旱性鉴定是在室内进行的，但室内模拟环境与真正的大田环境不同，大田环境受影响因素较多，故应在室内抗旱性鉴定的基础上进行田间抗旱性鉴定。其次，抗旱性属于复杂的多基因控制的数量性状，一般获得的转单个抗旱基因植株的抗旱性提高幅度有限，故今后应该加强多基因共同导入植物的系统研究，以提高转基因植物的抗旱性。另外，大多数MYB基因是采用组成型强启动子驱动的，虽然能够提高转基因植株的抗旱性，但有时会影响转基因植株的生长发育，例如生长缓慢、开花推迟、籽粒变小等，甚至会降低产量，故在今后的研究及实际应用中建议使用干旱诱导型启动子驱动MYB基因的表达，以提高转基因植株的抗旱性且不影响转基因植株的生长发育。最后，是转基因生物安全问题，即非目的基因的外源基因或序列的引入，今后应该深入研究、优化无标记选择技术，并开发新的无标记选择技术，以实现除目的基因外的任何其他基因或序列的零转入。