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    西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院李學(xué)軍教授團(tuán)隊(duì)揭示抗旱基因TaFDL2-1A調(diào)控小麥地上部生長的分子機(jī)制

    放大字體  縮小字體 時(shí)間:2024-11-12 16:38 來源:西北農(nóng)林科技大學(xué) 原文:
    核心提示:近日,農(nóng)學(xué)院李學(xué)軍教授團(tuán)隊(duì)在Plant Physiology在線發(fā)表了題為“The transcription factor TaFDL2-1A functions in auxin metabolism mediated by abscisic acid to regulate shoot growth in wheat”的研究論文,該研究揭示了抗旱基因TaFDL2-1A作用于ABA介導(dǎo)的生長抑制路徑,通過促進(jìn)TaGH3.2和TaGH3.8表達(dá),加快生長素代謝,進(jìn)而調(diào)控小麥地上部生長的分子機(jī)制。
      挖掘并利用抗旱基因是提高小麥應(yīng)對干旱脅迫最有效的方式之一。然而越來越多的研究表明,過表達(dá)抗旱基因,特別是與ABA信號相關(guān)的基因,導(dǎo)致小麥生長遲緩、干物質(zhì)積累變慢,但相關(guān)分子機(jī)制尚未完全闡明。
     
      近日,農(nóng)學(xué)院李學(xué)軍教授團(tuán)隊(duì)在Plant Physiology在線發(fā)表了題為“The transcription factor TaFDL2-1A functions in auxin metabolism mediated by abscisic acid to regulate shoot growth in wheat”的研究論文,該研究揭示了抗旱基因TaFDL2-1A作用于ABA介導(dǎo)的生長抑制路徑,通過促進(jìn)TaGH3.2和TaGH3.8表達(dá),加快生長素代謝,進(jìn)而調(diào)控小麥地上部生長的分子機(jī)制。
     
      過表達(dá)TaFDL2-1A導(dǎo)致小麥莖長變短、葉片變小、干物質(zhì)積累量降低。通過RNA-seq、EMSA、Chip-PCR鑒定出4個(gè)受TaFDL2-1A調(diào)控的生長素代謝基因:TaGH3.2-3A、TaGH3.2-3B、TaGH3.8-2A和TaGH3.8-2D。外施生長素后,過表達(dá)TaFDL2-1A小麥莖長、葉片大小和干物質(zhì)積累量等恢復(fù)到野生型水平,說明TaFDL2-1A通過加快生長素代謝減緩小麥地上部生長。
     
      與野生型小麥相比,tafdl2敲除小麥生長素代謝基因表達(dá)量降低、生長素含量提高,地上部生長加快。外施ABA處理后,盡管野生型和tafdl2敲除小麥中生長素代謝基因表達(dá)量均增加、生長素含量均降低,地上部生長均變慢,但tafdl2敲除小麥對ABA敏感性降低。說明TaFDL2-1A在ABA介導(dǎo)的生長抑制中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
     
      綜上所述,bZIP轉(zhuǎn)錄因子TaFDL2-1A通過靶標(biāo)ACGT核心順式作用元件,促進(jìn)TaGH3.2和TaGH3.8表達(dá),加快生長素代謝,在ABA介導(dǎo)的生長抑制中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
     
      李學(xué)軍教授為本文通訊作者,博士后王冰心為論文第一作者,碩士研究生周玲為論文共同第一作者。作物抗逆與高效生產(chǎn)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的黃雪玲博士在小麥的遺傳轉(zhuǎn)化過程中提供重要幫助。該研究由國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(32301915)、陜西省農(nóng)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新與推廣聯(lián)盟重大科技項(xiàng)目(LMZD202104)、國家農(nóng)業(yè)科技重大專項(xiàng)(NK2022060503)、陜西省博士后基金(2023BSHEDZZ113)、國家外國專家局(#B18042)“抗病和遺傳改良作物育種”高校創(chuàng)新學(xué)科人才引進(jìn)計(jì)劃(111項(xiàng)目)和中國高??茖W(xué)基金(2452022112)資助。
     
      本文鏈接:https://doi.org/10.1093/plphys/kiae569
    日期:2024-11-12
     
     
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