作者:张劲松等 来源:《植物生物技术期刊》 发布时间:2021/7/22 19:46:13
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研究发现大豆耐盐新机制

 

中国科学院遗传发育所研究员张劲松团队发现了大豆耐盐新机制。研究者发现了一个核因子Y复合体的成员GmNFYA,该蛋白参与了组蛋白乙酰化修饰的调控,进而促进下游耐盐基因表达,从而提高大豆的耐盐能力。相关成果近日发表于《植物生物技术期刊》。

盐碱、干旱等非生物胁迫是制约农业生产的主要环境因素。这些胁迫环境不利于作物生长,造成减产甚至导致植物死亡。大豆是重要的农作物,我国80%以上的需求需要进口。提高大豆的耐盐能力,有助于增强大豆对灾害的抵抗能力,也可以利用低盐碱化的土地,增加大豆种植面积,提高产量。

研究者发现,在各种大豆品种之间,GmNFYA基因的编码区并没有差异。无论是栽培大豆还是野生大豆,当受到盐胁迫时,该基因的表达量都会显著提高,暗示大豆的盐胁迫应答与这个基因的表达量密切有关。在栽培大豆品种JACK中过量表达GmNFYA基因,可显著的提高转基因大豆的抗盐能力。

作者深入研究发现,GmNFYA蛋白能与组蛋白去乙酰化酶复合体的组分FVE相互作用,而FVE可与HDA13互作。GmNFYA可与HDA13竞争结合FVE蛋白。降低FVE和HDA13基因表达量能提高大豆植株的耐盐能力。

他们推测通常条件下,FVE/HDA13复合体对组蛋白H3K9进行去乙酰化修饰,使得附近的耐盐基因被"关闭"。盐胁迫后,GmNFYA积累并与HDA13竞争性结合FVE,释放HDA13,从而有利于保持附近组蛋白H3K9的乙酰化状态,激活下游耐盐基因表达,提高大豆耐盐性。

进一步分析也鉴定了一个GmNFYA启动子优异单倍型,盐胁迫下该单倍型基因受到GmNFYA蛋白的显著激活,因而可在将来育种实践中对该单倍型进行选择。这项研究揭示了大豆GmNFYA通过调控组蛋白乙酰化提高耐盐性的机制,对于大豆耐逆育种具有重要借鉴和潜在应用价值。

该研究得到了中科院重点部署项目、国家自然科学基金等项目资助。(来源:中国科学报 冯丽妃)

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/pbi.13668

 
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