近期，園藝學(xué)院侯喜林/李英教授團(tuán)隊(duì)連續(xù)在《抗氧化劑》《植物學(xué)雜志》《園藝研究》發(fā)表多項(xiàng)不結(jié)球白菜抗逆相關(guān)研究進(jìn)展。

 

　　由于過(guò)去幾十年發(fā)生的無(wú)限制的工業(yè)化和城市化，非生物脅迫中的重金屬脅迫因其范圍廣、毒性強(qiáng)、影響時(shí)間長(zhǎng)、不可逆等特點(diǎn)，已經(jīng)成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。而銅作為一種重要的重金屬元素，在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。因此，研究植物應(yīng)對(duì)銅脅迫的分析機(jī)制就顯得尤為重要。關(guān)于胞質(zhì)定位型谷胱甘肽還原酶參與逆境抵御的研究已有很多，但是其調(diào)控植物銅耐受性的分子機(jī)理還不清楚。

 

　　2022年2月，Antioxidants在線發(fā)表了園藝學(xué)院李英教授為通訊作者的論文“BcGR1.1, a Cytoplasmic Localized Glutathione Reductase, Enhanced Tolerance to Copper Stress inArabidopsis thaliana”，該論文揭示了不結(jié)球白菜BcGR1.1增強(qiáng)植物銅耐受性的分子機(jī)理。本研究表明，在不結(jié)球白菜中，BcGRs的4個(gè)同源基因分為兩種亞細(xì)胞定位類型：細(xì)胞質(zhì)定位型和葉綠體定位型。其中BcGR1.1對(duì)銅脅迫最為響應(yīng)。與野生型擬南芥相比，BcGR1.1過(guò)表達(dá)植株表現(xiàn)出較好的生長(zhǎng)狀態(tài)。這是由于BcGR1.1的表達(dá)可以調(diào)節(jié)AsA-GSH循環(huán)，提高GSH積累、ASA利用和部分抗氧化酶活性，以清除銅脅迫引起的ROS，從而提高植物對(duì)銅脅迫的耐受性。

 

　　2022年4月，The Plant Journal在線發(fā)表了園藝學(xué)院侯喜林/劉同坤教授為通訊作者的論文“BrABF3 promotes flowering through the direct activation of CONSTANStranscription in Pak choi”，該論文揭示了干旱脅迫下ABA誘導(dǎo)的成花機(jī)制。

 

　　開花使植物從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段順利過(guò)渡到生殖生長(zhǎng)階段，適時(shí)成花轉(zhuǎn)變是高等植物生命周期中一個(gè)至關(guān)重要的生物過(guò)程，受到內(nèi)/外源因素、各種信號(hào)網(wǎng)絡(luò)及眾多基因的綜合調(diào)控。各種非生物脅迫，如營(yíng)養(yǎng)缺乏、鹽和干旱等，也影響開花時(shí)間。而植物早花作為一種干旱逃逸機(jī)制，在水稻、擬南芥和不結(jié)球白菜等多種植物中保守存在。該研究通過(guò)各種遺傳和生化實(shí)驗(yàn)，首次證實(shí)不結(jié)球白菜BrABF3是除CDFs、FBHs和TCPs轉(zhuǎn)錄因子以外能直接與CO啟動(dòng)子結(jié)合并激活其表達(dá)的轉(zhuǎn)錄激活因子，并由此介導(dǎo)ABA誘導(dǎo)的成花轉(zhuǎn)變過(guò)程。這一機(jī)制可能是確保白菜適時(shí)過(guò)渡到開花階段所必需的，尤其是在干旱脅迫條件下。

 

　　4月27日，Horticulture Research接受發(fā)表了園藝學(xué)院侯喜林/劉同坤教授為通訊作者的論文“Regulatory interaction of BcWRKY33A and BcHSFA4A promotes salt tolerance in non-heading Chinese cabbage [Brassica campestris （syn. Brassica rapa） ssp. chinensis]”，該論文揭示了不結(jié)球白菜BcWRKY33A和BcHSFA4A協(xié)調(diào)增強(qiáng)不結(jié)球白菜耐鹽性的分子機(jī)制。

 

　　鹽漬化是威脅作物發(fā)育和生產(chǎn)的一種常見的環(huán)境脅迫，在全球變暖和嚴(yán)峻的環(huán)境挑戰(zhàn)下，土壤鹽漬化加劇導(dǎo)致全球耕地面積逐漸減少。植物在生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中，鹽脅迫往往影響種子的萌發(fā)速度，限制根系的吸收能力和正常生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致植物萎蔫甚至死亡。因此，了解植物耐鹽性的分子機(jī)制具有重要意義。眾所周知，WRKY33作為植物防御過(guò)程中重要轉(zhuǎn)錄因子被廣泛研究，然而，其參與植物響應(yīng)鹽脅迫過(guò)程的潛在分子機(jī)制尚未完全明確。該研究表明，不結(jié)球白菜BcWRKY33A定位于細(xì)胞核，具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)錄激活能力。在鹽脅迫下，BcWRKY33A的表達(dá)被強(qiáng)烈誘導(dǎo)，并在植物的根系中大量積累，促進(jìn)高鹽環(huán)境下的根系發(fā)育。同時(shí)，BcWRKY33A與BcHSFA4A相互作用，協(xié)同調(diào)控下游耐鹽基因（如BcZAT12和BcHSP17.6A）的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)，從而賦予不結(jié)球白菜較強(qiáng)的耐鹽能力。

 

　　園藝學(xué)院侯喜林教授/李英教授團(tuán)隊(duì)近日發(fā)表的多項(xiàng)研究為不結(jié)球白菜抗逆性的遺傳改良提供了分子基礎(chǔ)，課題組張昌偉、肖棟、黃菲藝等多位老師和研究生也參與了該項(xiàng)研究。以上研究工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金（32072575）、國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-23-A16）、江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新項(xiàng)目（CX（20）2017）、江蘇省種業(yè)振興項(xiàng)目（JBGS[2021]015）、江蘇省高等學(xué)校重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)專項(xiàng)資金（PAPD）項(xiàng)目等資助。