中国农科院/西北农林科大揭示bHLH转录因子调控水稻苗期耐盐性的新机制

以下文章来源于JIPB ，作者JIPB

盐害是影响水稻生产的最主要非生物胁迫之一。水稻属于中度盐敏感作物，当土壤中可溶性盐浓度达到0.3%时即表现出受害症状，最终导致植株死亡并显著减产。在耕地资源日益趋紧的情况下，培育并推广耐高盐的水稻新品种，充分利用大面积的海边滩涂盐碱地和内陆盐碱地，对保障粮食安全具有重大意义。因此，挖掘水稻优异耐盐新基因，阐明耐盐新基因的分子和生理调控机制，采用分子设计育种或者基因编辑技术加快耐盐新品种的选育已迫在眉睫。

JIPB近日在线发表了中国农业科学院作物科学研究所傅彬英研究员和西北农林科技大学赵天永教授团队题为“The bHLH transcription factor gene, OsbHLH38, plays a key role in controlling rice salt tolerance”的研究论文（https://do‍i.org/10.1111/jipb.13489）。该研究通过全基因组关联分析（GWAS）鉴定了一个响应ABA的bHLH家族转录因子基因OsbHLH38，该基因可以通过调控AP2家族转录因子OsDREB2A的表达，正向调节水稻苗期耐盐性。

研究通过对436份水稻种质资源进行萌发期ABA敏感性表型调查，发现不同水稻亚群对ABA敏感性存在很大差异。通过GWAS和生物信息学分析定位到候选基因OsbHLH38，其编码的蛋白定位于细胞核中，在叶片中受多种非生物胁迫诱导表达。以IRIS_313-10863Hap1（3K材料）和日本晴为遗传背景构建转基因材料，发现OsbHLH38能够正向调控水稻苗期盐胁迫抗性。通过酵母双杂交筛选到互作蛋白OsDREB2A，其是水稻AP2/ERF转录因子DREBP亚家族成员，参与水稻非生物胁迫响应。进一步采用酵母单杂交和ChIP-qPCR等实验证明OsbHLH38能够结合到OsDREB2A的启动子上调控其表达。该研究揭示了转录因子基因OsbHLH38调控水稻盐胁迫应答的新机制，为利用分子设计育种技术耐盐新品种提供了理论基础和基因资源。

中国农业科学院作物科学研究所与西北农林科技大学联合培养博士研究生杜丰平为论文第一作者，中国农业科学院作物科学研究所傅彬英研究员、王文生研究员和西北农林科技大学赵天永教授为论文共同通讯作者。中国农业科学院作物科学研究所黎志康研究员、徐建龙研究员、赵秀琴副研究员参与了该项研究工作。该研究得到了国家重点研发项目、国家自然科学基金项目、海南崖洲湾种子实验室揭榜挂帅项目和中国农业科学院创新工程等项目资助。

转自：“iPlants”微信公众号

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