西北农林科技大学陈儒钢教授团队揭示辣椒转录因子CabHLH035通过调控离子平衡和脯氨酸合成介导耐盐性

土壤盐碱化所导致的土地退化是限制植物生长和作物产量的主要非生物胁迫之一，全球盐渍土总面积高达8亿公顷，严重威胁农业生产，给农民造成重大经济损失。我国辣椒产业发展迅速，每年的播种面积约占全国蔬菜种植总面积的10%以上，成为经济价值最高的蔬菜作物之一。但其在生产中易遭受盐胁迫的伤害，高浓度的盐会扰乱植物细胞内的离子平衡，导致Na⁺和Cl⁻浓度升高并降低植物细胞吸收水分和营养物质的能力，影响植物的许多生理和代谢过程，造成严重的损害，最终导致植物死亡。因此，挖掘有效的辣椒耐盐基因，解析其耐盐作用机制，对培育耐盐碱辣椒新品种，提高土地利用效率和实现作物增产具有重要意义。

近日，Horticulture Research 上线了（Advance Access）西北农林科技大学陈儒钢教授团队题为Pepper bHLH transcription factor CabHLH035 contributes to salt tolerance by modulating ion homeostasis and proline biosynthesis 的研究论文。

bHLH 转录因子家族的成员在植物生物学过程的多个方面发挥着重要作用，例如非生物胁迫反应。实验室前期对辣椒CaNAC035 进行了功能鉴定，证实了其正调控胁迫相应，并鉴定到其互作蛋白CabHLH035（Zhang et al., 2020）。在本研究中，作者仔细研究了CabHLH035 在盐胁迫响应中的作用机理。结果表明，盐处理后，CabHLH035 的表达量增加。在辣椒中瞬时过表达CabHLH035 增强了植株的耐盐性，且在拟南芥中异位表达CabHLH035也增加了转基因植株对盐胁迫的耐受性，而沉默CabHLH035 在辣椒中的表达则导致耐盐性降低。Salt Overly Sensitive 1（SOS1）和pyrroline-5-carboxylate acid synthetase（P5CS）基因的表达在CabHLH035的转基因拟南芥植物中表达显着增加，但在CabHLH035 沉默植物中表达下降。进一步研究还表明，CabHLH035可以直接与CaSOS1 和CaP5CS 基因启动子结合并正向激活它们的表达。此外，异位表达CabHLH035 的转基因拟南芥和瞬时过表达CabHLH035 的辣椒植株在盐胁迫下具有较低的Na⁺和较高的脯氨酸含量，而CabHLH035 沉默的植物具有较高的Na⁺和较低的脯氨酸含量。

总体而言，CabHLH035 通过其对细胞内Na⁺/K⁺比率和脯氨酸生物合成介导耐盐性。本研究为进一步揭示CabHLH035 响应盐胁迫的分子机制以及与盐胁迫相关的候选基因，也为今后分子育种中利用CabHLH035 提高辣椒等重要作物的耐盐性奠定了坚实的基础。

西北农林科技大学园艺学院陈儒钢教授和宫海军教授为该论文的通讯作者，博士研究生张华锋和硕士研究生郭江百、陈晓庆为该论文的共同第一作者，团队周云云、陈朗、裴迎萍、Saeed ul Haq、逯明辉副教授也参与了本研究。该研究获得国家自然科学基金（32172582、31672146）、陕西省农业科技重点项目（2021NY-086）、陕西省科技创新科研团队（2021TD-34）和陕西省自然科学基金（2018JM3023）等项目支持。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhac203

转自：“园艺研究”微信公众号

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