PBJ | 东北林业大学王玉成团队揭示 长非编码RNA BplncSIR1通过调节BpNAC2表达，增强对盐胁迫耐受性的作用

近日，东北林业大学王玉成教授团队继前期在Horticulture Research植物学重要杂志发表白桦耐盐关键lncRNA鉴定的研究论文后，于2023年9月在国际植物学权威期刊Plant Biotechnology Journal上发表题为“Long noncoding RNA from Betula platyphylla, BplncSIR1, confers salt tolerance by regulating BpNAC2 to mediate reactive oxygen species scavenging and stomatal movement”的研究论文。该研究揭示了长非编码RNA BplncSIR1调节BpNAC2表达，提高白桦生长速度和增强对盐胁迫耐受性的作用。研究成果为白桦的耐盐机制的揭示和分子改良提供了基因储备和材料基础。

土壤盐害是一个重要的环境因素，在未来将继续影响植物的地理分布和限制植物的生长发育等。深入了解植物如何感受盐胁迫和耐盐机理，是一个根本性的生物学问题。白桦是我国东北地区的重要树种，具有重要的生态及经济价值。其树皮具有药用价值，树干是全球最广泛使用的单板和胶合板木材之一。本研究发现一个LncRNA在转录调控起重要作用。有效减少盐胁迫对白桦正常生长的影响，对于培育耐盐白桦具有重要意义。

这项研究中，该团队鉴定了一个盐胁迫诱导表达的白桦lncRNA-“BplncSIR1”，并对其功能进行研究。过表达BplncSIR1的植物耐盐性和生长速率显著提高,而通过CRISPR基因编辑使BplncSIR1二级结构改变后，其耐盐和生长速率较野生型显著降低。进一步研究发现，BplncSIR1通过调控活性氧清除能力和气孔的开合度来提高耐盐能力。ChIRP (Chromatin isolation by RNA purification)技术研究发现BplncSIR1结合在BpNAC2的启动子上，并诱导其表达。同BplncSIR1一样，过表达BpNAC2使得白桦耐盐性和生长速率显著提高。此外，ChIP-seq与RNA-seq联合分析发现，BpNAC2能够结合G-box(CACGTG)及新的DNA motif(‘CCAAT’)等来调控BpABA2, BpOST1, BpAPX1 and BpPRX52表达，进而提高活性氧清除能力和调控气孔开合。

通过以上研究，建立了BplncSIR1调控白桦耐盐能力的基因调控网络，即盐诱导BplncSIR1表达，并结合在BpNAC2的启动子调控其表达，BpNAC2再通过结合G-box及‘CCAAT’等DNA motif调控下游基因表达，进而提高了活性氧清除能力，减少气孔开合来提高白桦的耐盐能力。

林木遗传育种全国重点实验室已毕业博士研究生贾亚奇和赵慧敏为论文的共同第一作者，牛亚妮硕士参与了本研究工作，王玉成教授为本文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金（31971684）和黑龙江省头雁计划等项目的资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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