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AG真人国际郭振飞团队发现负调控苜蓿耐盐性基因

发布时间:2023-10-11   文章作者:朱海凤  浏览次数:

近日,AG真人国际郭振飞教授团队在Plant Physiology在线发表了题为“Zinc finger transcription factor MtZPT2-2 negatively regulates salt tolerance in Medicago truncatula的研究论文,揭示了锌指转录因子MtZPT2-2直接抑制高亲合性钾离子转运体MtHKT1;1MtHKT1;2的表达负调控蒺藜苜蓿耐盐性的分子机制。


该研究发现蒺藜苜蓿MtZPT2-2主要在根和地上部的输导组织表达,而且MtZPT2-2的表达受盐胁迫抑制过表达MtZPT2-2的转基因蒺藜苜蓿耐盐性降低,而基因编辑突变体耐盐性提高表明MtZPT2-2负调控蒺藜苜蓿耐盐性进一步发现MtZPT2-2是一个细胞核定位的转录抑制因子。盐胁迫导致 MtHKT1;1MtHKT1;2的转录水平和木质部中钠离子含量提高,MtZPT2-2突变体中MtHKT1;1MtHKT1;2的转录水平高于野生型,木质部中钠离子含量低于野生型,而过表达株系呈现相反的趋势。深入研究发现MtZPT2-2可以直接结合MtHKT1;1 MtHKT1;2的启动子并抑制其表达。此外,盐胁迫诱导了抗氧化酶基因表达上调和抗氧化酶活性提高,MtZPT2-2突变体中这些基因的转录水平和抗氧化酶活性高于野生型,而过表达株系低于野生型。综上所述,该研究揭示了蒺藜苜蓿通过下调地上部MtZPT2-2基因的表达应对盐胁迫的分子机制:盐胁迫抑制MtZPT2-2的表达,直接导致MtHKT1;1MtHKT1;2表达上调促进盐胁迫下Na+稳态的维持;间接上调抗氧化酶基因的表达,维持ROS稳态。通过下调MtZPT2-2基因表达能有效提高苜蓿耐盐性,因此该基因在苜蓿分子育种中可能具有广阔应用前景。

1 MtZPT2-2调控蒺藜苜蓿耐盐性模式图

该团队应届毕业博士研究生黄日升为第一作者朱海凤副教授郭振飞教授为共同通讯作者,施海帆副教授和已毕业硕士生蒋守臻和代梦瞳参与了研究。该研究获得国家自然科学基金项目31971766资助。值得一提的是,这是郭振飞团队2023年在Plant Physiology上报道MfAOC2基因调控耐寒抗病性研究后的又一新进展。

论文链接:https://academic.oup.com/plphys/advance-article-abstract/doi/10.1093/plphys/kiad527/7293256?redirectedFrom=fulltext&login=false