JIPB | 山东大学王勐骋课题组发现小麦耐盐基因TaCHP稳定提高盐碱地小麦产量

以下文章来源于JIPB ，作者JIPB

盐胁迫和盐碱胁迫严重影响农作物产量。因此鉴定重要耐盐碱基因并应用于分子设计育种、培育耐盐碱农作物品种，有助于充分利用盐碱地等次质土地，对保障粮食安全具有重要意义。迄今，已从多种农作物及模式植物中鉴定了大量的耐盐和耐盐碱相关基因。但是，绝大部分耐逆基因未进行多年多点的田间产量分析，因而无法判断其在分子设计育种中的实际应用潜力。

近日，JIPB在线发表了山东大学王勐骋课题组题为“TaCHP encoding C1-domain protein stably enhances wheat yield in saline-alkaline field”的研究简报(https://doi.org/10.1111/jipb.13605)。该课题组针对这一问题，利用前期鉴定的小麦耐盐基因TaCHP的过表达小麦株系，在山东东营和江苏盐城盐碱地开展了多年 (8年和4年) 三点的田间产量试验。结果显示，与受体小麦JN17相比，TaCHP过表达系的盐碱地产量在各年各点均明显提高。东营两个盐碱地测试点的产量提高了3.92%-13.91%，并且盐碱度较重测试点的增产幅度高于盐碱度较轻测试点的增产幅度；盐城盐碱地测试点的产量提高了5.73% -11.23%。另一方面，TaCHP过表达系和受体JN17的产量在山东济南的非盐碱地中无明显差异。

在小麦自然群体中，TaCHP启动子存在多个SNP和Indel，形成两种单倍型Hap1和Hap2，其中携带Hap1的材料占11.8%。携带Hap1材料的耐盐能力和TaCHP表达水平明显高于携带Hap2材料，表明Hap1是耐逆单倍型。TaCHP启动子区一个3bp的Indel位于NAC结合基序中，进而影响了NTL (NAC with transmembrane motif 1-like) 类转录因子TaNTL与TaCHP启动子的结合能力及TaNTL对TaCHP表达的促进作用。

这些结果表明，TaCHP能稳定提高小麦在盐碱地的产量，并且不影响正常土地的产量，其耐逆单倍型的比例较低，因此TaCHP及其耐逆单倍型在小麦分子设计育种中具有较强的应用潜力。

图1. TaCHP及其等位变异影响小麦盐碱地产量

博士生肖桂连和王敏琴教授为该论文的共同第一作者，王勐骋教授为该论文的通讯作者。硕士生李晓萌、已毕业硕士生张红建、江苏里下河地区农业科学研究所蒋正宁博士、高德荣研究员和张伯桥研究员参与了该研究。山东大学夏光敏教授为本研究提供了重要指导。该研究得到了山东省自然科学基金重点项目、国家自然科学基金和转基因重大专项等项目的经费支持。

文章引用：Xiao, G., Wang, M., Li, X., Jiang, Z., Zhang, H., Gao, D., Zhang, B., Xia, G. and Wang, M. (2023). TaCHP encoding C1-domain protein stably enhances wheat yield in saline-alkaline field. J. Integr. Plant Biol. https://doi.org/10.1111/jipb.13605

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