南京农业大学菊花团队揭示菊花响应淹水胁迫的新机制

“冲天香阵透长安，满城尽带黄金甲”，菊花（Chrysanthemum morifolium）是我国传统名花和世界重要切花，具有极高的观赏和经济价值。然而，菊花的生产过程极易遭受各种非生物胁迫，而涝害是菊花最为严重的非生物胁迫之一。短时间淹水胁迫就会造成菊花大面积死亡，极大地限制了菊花规模化生产及园林应用。因此，发掘菊花淹水胁迫应答关键基因，开展耐涝分子机理研究，对于培育耐涝菊花品种以及丰富植物耐涝分子机制具有重要意义。

2022年9月，Horticulture Research上线了（Advance Access）南京农业大学菊花团队题为The transcriptional coactivator CmMBF1c is required for waterlogging tolerance in Chrysanthemum morifolium的研究论文。该研究发现，菊花CmMBF1c基因显著受淹水胁迫诱导，并且在耐涝品种‘南农雪峰’中诱导程度显著高于不耐涝品种‘清露’（图1）。通过对两个品种CmMBF1c基因启动子克隆分析发现，耐涝品种‘南农雪峰’CmMBF1c启动子区域存在更多的低氧响应元件，推测是造成CmMBF1c淹水处理后差异诱导的原因。

图1 CmMBF1c在‘南农雪峰’和‘清露’中表达模式分析

研究发现，不耐涝品种‘清露’过表达CmMBF1c转基因株系的耐涝性增强，而耐涝品种‘南农雪峰’RNAi-CmMBF1c转基因株系的耐涝性显著提高，说明CmMBF1c正调控菊花的耐涝性（图2）。对转基因株系的下游调控基因分析和生理指标测定表明，CmMBF1c通过改变ROS水平和ROS清除酶活性影响菊花的耐涝性。

图2 CmMBF1c转基因菊花耐涝性鉴定

通过菊花酵母双杂交文库筛选及BiFC实验验证发现，CmMBF1c可以与调控植物淹水和低氧响应的关键转录因子CmHRE2互作（图3）。该研究揭示了CmMBF1c与CmHRE2互作共同调控菊花耐涝性，为深入解析菊花的耐涝分子机制奠定了基础。

图3 CmMBF1c和CmHRE2互作验证

南京农业大学园艺学院已毕业博士研究生赵楠和在读博士研究生李川微为共同第一作者，南京农业大学园艺学院陈发棣教授为该论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（31730081、31870306）、国家重点研发计划（2019YFD1001500、2018YFD1000402）、江苏省现代农业产业技术体系专项资金以及江苏省优势学科等项目资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhac215

转自：“园艺研究”微信公众号

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