The Crop Journal | 南京农业大学智海剑教授团队揭示大豆GmDi19-5蛋白通过ABA依赖途径响应干旱和盐胁迫

以下文章来源于CropJ ，作者编辑部

大豆是一种广泛种植的粮饲兼用作物，其生长和产量受到干旱和盐胁迫等非生物逆境的影响。植物已经发展出许多适应机制来应对非生物胁迫，其关键是提高植物的感知能力，以触发积极的生理和细胞反应，包括应激反应基因的表达、激素合成、ROS水平的维持和渗透调节物质积累等策略。信号转导途径，尤其是植物激素类途径，可促进植株快速对环境胁迫作出反应。脱落酸（abscisic acid，ABA）是一种对非生物胁迫条件产生应答的的关键植物激素。当植物遭受干旱和盐胁迫时，ABA的积累水平与植物的耐旱性和耐盐性呈正相关。ABA可激活多种下游信号因子（激酶、磷酸酶、G蛋白和泛素途径中的蛋白）。南京农业大学智海剑教授团队在前期研究中克隆了一种新的E3连接酶GmPUB21，该酶通过ABA信号通路负调控大豆对干旱和盐胁迫的耐受性，但相应的调控分子机制研究尚未展开。

近日，该研究团队在The Crop Journal在线发表了题为“The soybean GmPUB21-interacting protein GmDi19-5 responds to drought and salinity stresses via an ABA-dependent pathway”的研究论文。作者利用酵母双杂交系统对GmPUB21的互作蛋白进行了筛选，并对与GmPUB21互作的大豆干旱诱导蛋白GmDi19-5进行了克隆和功能分析，发现GmDi19-5可通过ABA依赖途径负向调控大豆对干旱和盐胁迫的反应。

研究者通过酵母双杂交cDNA文库筛选，初步确定了8种与GmPUB21互作的蛋白（图1A）。双分子荧光互补实验表明，大豆干旱诱导蛋白19（Glyma.09G040200；GmDi19-5）等5类蛋白与GmPUB21互作（图1B，C），GST pull-down实验进一步证实了GmDi19-5和GmPUB21之间的互作（图1D）。干旱诱导蛋白19 （Di19）是一种Cys2/His2锌指蛋白，在植物生长发育和对非生物胁迫的耐受中起重要作用。诱导表达分析表明，基因GmDi19-5的表达可被NaCl、干旱和ABA处理诱导（图2）。亚细胞定位分析显示，GmDi19-5在细胞质和细胞核中表达（图3）。GmDi19-5过表达导致大豆对干旱和高盐更敏感，而GmDi19-5沉默增加了大豆对干旱和高盐的耐受性，且在干旱和盐胁迫下，GmDi19-5过表达大豆的ABA和胁迫应答相关基因（包括GmRAB18和GmDREB2A）表达下调（图4）。外源ABA处理后GmDi19-5蛋白水平降低，而GmPUB21增加了ABA对GmDi19-5蛋白降低的程度，同时发现GmDi19-5也抑制了GmPUB21的积累（图5）。综上所述，该研究初步探明了GmPUB21和GmDi19-5通过ABA依赖的途径协同调节耐旱性和耐盐性的分子机制（图6），为大豆非生物胁迫抗性的研究提供了新的视角。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！