The Plant Journal | 兰州大学李勃教授团队发现盐胁迫下调控拟南芥根系生长的新基因

土壤盐度是限制干旱和半干旱地区作物产量的一个主要因素，据统计已覆盖全球20%的耕地和33%的灌溉农田，预计将以比现在更快的速度增长。因此，从科学和经济角度来看，深究耐盐性遗传成分是一项紧迫的任务。

2023年6月27日，The Plant Journal在线发表了兰州大学生命科学学院李勃教授课题组题为“NIGT1.4 maintains primary root elongation in response to salt stress through induction of ERF1 in Arabidopsis”的研究论文，该研究通过正向和反向遗传学方法发现了在盐胁迫下调控拟南芥根系生长的新基因，同时揭示了ABA和生长素之间的信号联系。

主根的伸长对植物耐盐性尤为重要，它决定了对土壤水分和养分的获取，以及在幼苗建立早期维持地上部的发育。本研究通过分析盐胁迫下拟南芥自然种群主根长度的自然变化，发现编码MYB转录因子的NIGT1.4是盐胁迫下维持根系生长的重要成员。T-DNA敲除突变和功能回补实验证实，NIGT1.4在盐胁迫下具有促进主根生长的功能。NaCl处理以ABA依赖的方式诱导了根中NIGT1.4的表达。SnRK2.2和SnRK 2.3分别与NIGT1.4互作并将其磷酸化。snrk2.2/2.3/2.6三突株系的主根生长表型与nigt1.4突变体类似，均显示盐胁迫敏感性。

利用DNA亲和纯化测序鉴定到NIGT1.4的靶基因ETHYLENE RESPONSE FACTOR1（ERF1），已知ERF1是主根伸长和耐盐性的正调控因子。在nigt1.4背景下，盐胁迫对ERF1的转录诱导作用消失。酵母单杂实验证实NIGT1.4与ERF1的启动子区域结合，并通过双荧光素酶分析其能够诱导ERF1表达。该研究数据进一步提供证据表明，盐和ABA激发的NIGT1.4通过诱导ERF1的表达来调控下游功能基因，以维持主根伸长。因此，NIGT1.4-ERF1作为连接抗逆能力和根系生长调节因子的信号节点，为耐盐作物育种提供了新见解。

该研究得到了甘肃省科技部（22JR5RA456、21ZD10NF003-2、22ZD6NA049）和中央高校基本科研业务费专项资金（lzujbky-2021-42和lzujbky-2018-30）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1111/tpj.16369

转自：“植物生物学研究”微信公众号

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