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      柑橘團隊在甜菜堿積累轉錄調控的機制研究取得新進展
      發布時間:2020-11-04

      11月1日,New Phytologist期刊以“The JA-responsive MYC2-BADH-like transcriptional regulatory module in Poncirus trifoliata contributes to cold tolerance by modulation of glycine betaine biosynthesis”為題,在線發表了我校園藝植物生物學教育部重點實驗室柑橘抗逆團隊的研究論文。該研究團隊以柑橘抗寒資源為材料,建立了一個整合激素參與低溫脅迫應答的信號通路,揭示了低溫脅迫下甜菜堿積累的分子機制和轉錄調控網絡。

      植物在非生物逆境下,通常體內代謝會發生變化,自身適應脅迫能力也隨之改變。近些年來,已有很多報道表明低溫脅迫會引起植物多種次生代謝物的積累。其中,甜菜堿作為一種滲透調節物質,在應答低溫脅迫中發揮著重要作用。但是,低溫誘發甜菜堿積累的轉錄調控機制尚不清晰。我校柑橘抗逆團隊利用前期構建的抗寒資源低溫轉錄組,發掘了一批低溫應答基因,從中篩選獲得受低溫誘導的一個甜菜堿脫氫酶類似基因PtrBADH-like(簡寫為PtrBADH-l)。

      團隊研究人員首先通過超表達和VIGS技術闡明了該基因在甜菜堿合成和抗寒中的功能,之后,他們利用酵母單雜交篩選文庫成功發掘了其上游轉錄調控因子PtrMYC2,并通過遺傳轉化、分子生化分析及生理指標測定,證明PtrMYC2通過結合PtrBADH-l啟動子上的順式作用元件來調控其表達。研究最后證實低溫下甜菜堿積累受植物激素JA信號調控。通過上述工作,我校柑橘抗逆團隊系統地解析了JA信號介導PtrMYC2-PtrBADH-l模塊調控低溫下甜菜堿積累的過程,揭示了低溫脅迫下甜菜堿積累的分子調控網絡,闡明了參與轉錄調控的信號途徑。

      柑橘抗寒資源低溫脅迫下甜菜堿積累轉錄調控機制模式圖

      柑橘抗寒資源低溫脅迫下甜菜堿積累轉錄調控機制模式圖

      近年來,劉繼紅教授團隊在柑橘脅迫應答基因的轉錄調控領域取得多項創新性的研究成果。此前,該團隊還解析了逆境脅迫下多胺、脯氨酸積累的分子機制,揭示了轉錄因子調控抗氧化酶及糖代謝基因參與脅迫應答的轉錄調控網絡。

      該研究受國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金與湖北省自然科學基金創新群體項目資助。園藝林學學院劉繼紅教授為通訊作者,博士研究生明如宏為第一作者。

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