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我院在植物响应土壤盐胁迫研究领域取得新进展
发布时间:2022-05-23    阅读次数: 10

土壤盐碱化是世界范围内限制农业发展和作物生产的重要因素之一,探索盐胁迫的作用机理以及提高植物抗盐性的途径具有重要的理论和实际意义。寻找提高植物抗盐性的关键基因并利用植物转基因技术对植物品种进行优化改良是解决上述问题的一种行之有效的方法,而这项工作的关键就在于对植物耐受盐胁迫的分子机理的认识以及关键基因的发掘

近日,合肥工业大学樊婷婷副教授研究团队在国际著名期刊Plant Physiology在线发表题为Linker histone variant HIS1-3 and WRKY1 Oppositely Regulate Salt Stress Tolerance in Arabidopsis的研究论文。研究揭示了拟南芥中HIS1-3WRKY1通过调节SOS基因的转录水平对植物的耐盐性进行相反的调节。


该研究发现HIS1-3基因能够负调节植物响应盐胁迫,而钠钾含量检测结果显示突变体中钠离子含量比WT低,而过表达植株中含量比WT高,且突变体中盐胁迫相关基因SOS1SOS2SOS3的转录水平显著增加,过表达植株中表达量降低,这些结果表明HIS1-3可能通过调节三个基因的转录水平来调控植物盐胁迫响应。此外,表型分析结果显示WRKY1基因对盐胁迫呈现正调节,且qRT-PCR结果显示突变体中SOS1SOS2SOS3的转录水平显著降低,过表达植株中表达量升高。烟草瞬时表达系统分析的结果说明WRKY1可以激活这三个基因的转录活性,而HIS1-3能够抑制WRKY1转录激活作用。通过ChIP-qPCR分析显示HIS1-3WRKY1可以直接结合到SOS1SOS2SOS3的启动子上,说明HIS1-3通过直接结合到基因的启动子上,进行转录负调控,而WRKY1正调控基因的转录活性。综上所述,在正常生理条件下,HIS1-3蛋白结合在SOS1SOS2SOS3启动子序列的w-box上,占据了WRKY1 的结合位点,从而抑制基因的表达;而在盐胁迫条件下,HIS1-3表达量降低,SOS1SOS2SOS3启动子序列的w-box暴露出来,随后WRKY1蛋白与之直接结合,激活基因的表达,进而调节植株体内的钠钾平衡,响应盐胁迫。

 

合肥工业大学食品与生物工程学院樊婷婷副教授为该论文通讯作者,合肥工业大学食品与生物工程学院博士研究生吴席,硕士研究生徐洁娜和孟杏楠为该论文共同第一作者。此研究受中国国家自然科学基金资助。

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