Drought, a major environmental constraint, has increasing impact on agricultural production. Genetic improvement for maintaining crop productivity in such adverse conditions is a critical challenge for breeders. Barley exhibits a remarkable genetic diversity associated with a widespread geographical distribution in contrasted climates. This diversity, which resides in regional landraces and wild accessions, has been only recently explored using functional genomics. Here, we review the data gained to identify in the barley germplasm collections, candidate genes participating in mechanisms conferring drought tolerance via signalling and protective mechanisms. We particularly focus on genes, for which QTL determination and association genetic-based mapping methods validate their likely roles in tolerance. Thus, allelic variants coding for transcription factors, heat shock or late embryogenesis proteins, and actors involved in ABA-signalling pathways, proline biosynthesis or redox regulation, have been characterized in wild and landrace populations, and constitute a solid basis for improving barley drought tolerance. The huge advance in sequencing technology and mass spectrometry, combined with the power of bioinformatics tools, makes it possible to envisage trials including a large number of genotypes to compare their physiological and biochemical features upon water deficit, and simultaneously determine the genetic basis of their differential behaviour. The implementation of such approaches will be powerful to identify promising loci for breeders for improving barley responses to drought.

中文翻译：

---

功能基因组学对确定大麦耐缺水遗传基础及相关分子机制的贡献

干旱是主要的环境制约因素，对农业生产的影响越来越大。在这种不利条件下保持作物生产力的遗传改良是育种者面临的严峻挑战。大麦表现出显着的遗传多样性，与在对比鲜明的气候中广泛的地理分布相关。这种存在于区域地方品种和野生品种中的多样性最近才使用功能基因组学进行了探索。在这里，我们回顾了在大麦种质收集中识别的数据，候选基因通过信号传导和保护机制参与赋予耐旱​​性的机制。我们特别关注基因，对于这些基因，QTL 确定和基于关联遗传的映射方法验证了它们在耐受性中的可能作用。因此，编码转录因子、热休克或晚期胚胎发生蛋白的等位基因变异，以及参与 ABA 信号通路、脯氨酸生物合成或氧化还原调节的参与者，已在野生和地方品种种群中得到表征，并构成了提高大麦耐旱性的坚实基础。测序技术和质谱的巨大进步，结合生物信息学工具的强大功能，可以设想包括大量基因型的试验，以比较它们在缺水时的生理和生化特征，同时确定它们差异的遗传基础。行为。此类方法的实施将有力地为育种者确定有希望的基因座，以改善大麦对干旱的反应。和参与 ABA 信号通路、脯氨酸生物合成或氧化还原调节的参与者已在野生和地方品种种群中得到表征，并构成了提高大麦耐旱性的坚实基础。测序技术和质谱的巨大进步，结合生物信息学工具的强大功能，可以设想包括大量基因型的试验，以比较它们在缺水时的生理和生化特征，同时确定它们差异的遗传基础。行为。此类方法的实施将有力地为育种者确定有希望的基因座，以改善大麦对干旱的反应。和参与 ABA 信号通路、脯氨酸生物合成或氧化还原调节的参与者已在野生和地方品种种群中得到表征，并构成了提高大麦耐旱性的坚实基础。测序技术和质谱的巨大进步，结合生物信息学工具的强大功能，可以设想包括大量基因型的试验，以比较它们在缺水时的生理和生化特征，同时确定它们差异的遗传基础。行为。此类方法的实施将有力地为育种者确定有希望的基因座，以改善大麦对干旱的反应。为提高大麦耐旱性奠定了坚实的基础。测序技术和质谱的巨大进步，结合生物信息学工具的强大功能，可以设想包括大量基因型的试验，以比较它们在缺水时的生理和生化特征，同时确定它们差异的遗传基础。行为。此类方法的实施将有力地为育种者确定有希望的基因座，以改善大麦对干旱的反应。为提高大麦耐旱性奠定了坚实的基础。测序技术和质谱的巨大进步，结合生物信息学工具的强大功能，可以设想包括大量基因型的试验，以比较它们在缺水时的生理和生化特征，同时确定它们差异的遗传基础。行为。此类方法的实施将有力地为育种者确定有希望的基因座，以改善大麦对干旱的反应。使设想包括大量基因型的试验成为可能，以比较它们在缺水时的生理和生化特征，同时确定它们不同行为的遗传基础。此类方法的实施将有力地为育种者确定有希望的基因座，以改善大麦对干旱的反应。使设想包括大量基因型的试验成为可能，以比较它们在缺水时的生理和生化特征，同时确定它们不同行为的遗传基础。此类方法的实施将有力地为育种者确定有希望的基因座，以改善大麦对干旱的反应。