土壤盐分影响全球约 10 亿平方公顷,严重阻碍作物生长。植物通过涉及 H 2 O 2和 ABA 等分子的信号传导途径来抵消这种影响。NAC 转录因子是植物特有的,在这些胁迫反应的调节中发挥着核心作用。

转录因子在嫁接黄瓜中的关键作用揭示了作物的耐盐性

在嫁接蔬菜中,例如南瓜砧木上的黄瓜,这些因素似乎对于通过调节气孔闭合来增强耐盐性至关重要。然而,NAC 因子在这种情况下的详细调节作用仍不清楚,这凸显了一个重要的研究领域。

发表在《园艺研究》上的一项研究,题为“南瓜砧木中的 CmoNAC1 通过与 CmoRBOHD1、CmoNCED6、CmoAKT1;2 和 CmoHKT1;1 的启动子结合来调节 H 2 O 2、ABA 信号传导和 K+/Na+ 稳态,从而提高嫁接黄瓜的耐盐性”为提高黄瓜耐盐性提供了新的见解,为耐盐南瓜砧木的分子育种提供了有价值的参考。

最初,在南瓜中鉴定出了 NCED 酶的同系物,其中 CmoNCED6 成为盐胁迫下 ABA 合成的关键基因。对与 CmoRBOHD1 和 CmoNCED6 启动子结合的转录因子的分析表明,CmoNAC1 是一个重要的调节因子。

根部转化实验表明,CmoNAC1敲除导致嫁接黄瓜中H 2 O 2、ABA含量和K + /Na +比值下降,而过表达则产生相反的效果,证实了CmoNAC1增强耐盐性的作用。

进一步研究表明,CmoNAC1通过调节CsaRBOHD、CsaNCED3、CmoRBOHD1和CmoNCED6的表达,影响嫁接黄瓜叶和根中H 2 O 2和ABA的产生,从而调节盐胁迫下的生理反应。

此外,本研究验证了CmoNCED6在嫁接黄瓜耐盐性中的重要作用,特别是在影响ABA信号转导、气孔调节和离子平衡调节方面。CmoNAC1可以与CmoRBOHD1、CmoNCED6、CmoAKT1;2和CmoHKT1;1的启动子结合,从而调节它们的表达。

使用酵母单杂交、荧光素酶和电泳迁移率变动测定证实了这种结合。还建立了 CmoNAC1 在盐胁迫下对 K+/Na+ 转运蛋白的调节作用,表明 CmoNAC1 的敲除和过表达显着改变了关键转运蛋白的表达。

总之,本研究表明,CmoNAC1 是嫁接黄瓜中的关键转录因子,通过调节 H 2 O 2和 ABA 信号传导以及 K + /Na +稳态来促进耐盐性。这一发现为植物生物学和农业实践领域增添了宝贵的知识,特别是在增强作物对土壤盐分等环境压力源的抵御能力方面。