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南京农业大学揭示CmHSFA4调控菊花耐盐性机制
来源:植物科学最前沿 发布时间:2017-12-15

近日,Plant Biotechnology Journal在线发表南京农业大学陈发棣教授带领的菊花遗传育种团队题为“Chrysanthemum CmHSFA4 gene positively regulates salt stress tolerance in transgenic chrysanthemum” 的研究论文。该研究揭示了菊花热激转录因子CmHSFA4基因可通过维持Na+/K+和ROS稳态从而增强植株耐盐性,为菊花耐盐性改良提供了重要线索。

盐胁迫导致植物体内K+/Na+ 降低、ROS积累及渗透胁迫,从而抑制植物的生长,是主要的非生物胁迫之一。但是植物通过salt overly sensitive (SOS) 信号途径调节耐盐性的研究还鲜有报道。

Fig 5. CmHSFA4 overexpression enhanced salinity tolerance in chrysanthemum.

离子转运和ROS稳态是决定植物耐盐性的基本因素。本研究从菊花中克隆了具有转录激活活性的热激转录因子CmHSFA4,发现CmHSFA4可结合HSE元件,该基因响应盐诱导表达。过表达CmHSFA4,促进CmSOS1和CmHKT2的表达,减少了Na+ 的积累,促进K+ 的吸收,缓解了盐胁迫下的离子伤害;提高ROS清除酶活性,降低了ROS水平,维持了ROS稳态,从而提高菊花耐盐性。CmHSFA4的克隆和功能解析为菊花耐盐性改良提供了理论支撑。

Fig.7 Na+ and K+ content in wild type and transgenic overexpressing of CmHSFA4 grown in the presence of 200 mM NaCl.

Fig 8. ROS contents of salinity stressed wild type ‘Jinba’ and CmHSFA4 transgenic lines

据悉,南京农业大学菊花遗传育种团队建有中国菊花种质资源保存中心,收集保存各类菊花种质资源5000余份,在菊花抗性基因挖掘、种质创新以及新品种选育方面有较明显优势。博士生李菲和硕士生张焕茹为论文共同第一作者,陈素梅教授为通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金(杰青、重点和面上项目)、公益性农业行业科研专项资金等的支持。

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