东北农业大学赵琳团队揭示GmCOL1a调控大豆耐盐和抗旱的分子机制
2023/1/5 10:41:18 阅读：166 发布者：
以下文章来源于植物科学SCI ，作者SHY
2022年12月12日，东北农业大学赵琳研究员团队在Plant Physiology在线发表了题为“CONSTANS-LIKE 1a positively regulates salt and drought tolerance in soybean”的研究文章。
大豆 (Glycine max) 是重要的经济油料作物，提供主要的油和蛋白质来源。目前，盐渍土覆盖面积超过8亿公顷，约占世界总土壤面积的6%。盐和干旱胁迫是限制大豆生长发育的主要因素，因此，提高大豆抗逆性至关重要。
本研究发现盐和干旱可以诱导GmCOL1a的mRNA水平，并稳定了GmCOL1a蛋白水平。35S:GmCOL1a过表达植株耐盐和抗旱能力明显增强，其叶片相对含水量和脯氨酸含量增加，丙二醛含量降低，活性氧产生减少，Na+/K+ 比值降低。作者利用CRISPR/Cas9技术产生了GmCOL1a敲除突变体co-9，co-9突变体则表现出与过表达植株相反的表型。
同时作者利用染色质免疫共沉淀-测序技术 (ChIP-Seq) 挖掘出GmCOL1a蛋白结合的下游候选靶基因，GmCOL1a分别通过直接结合到GmLEA和GmP5CS启动子的Myc(bHLH)-binding和Che-binding基序上，从而促进GmLEA和GmP5CS的表达。
在WT、co-9和35S:GmCOL1a背景下对转基因毛状根GmP5CS:GmP5CS大豆植株的分析表明，GmCOL1a通过促进GmP5CS蛋白的积累来增强抗盐性和抗旱性。这些结果为GmCOL1a蛋白的功能多样性提供了重要的见解，阐明GmCOL1a通过促进GmP5CS蛋白的积累、增加脯氨酸含量从而参与逆境调控，是一种参与盐和干旱耐受途径的正调节因子。
GmCOL1a调节盐和干旱胁迫耐受性的模式图
盐和干旱诱导GmCOL1a的表达，GmCOL1a通过直接结合到GmLEA启动子的Myc(bHLH)-binding基序上，促进了GmLEA的表达，可能是通过减少ROS的积累，从而提高了GmCOL1a过表达转基因植物的耐盐性。此外，GmCOL1a不仅提高了GmP5CS的转录水平，还促进了GmP5CS蛋白的积累，从而增加了脯氨酸含量并减少了ROS的产生，从而提高了大豆植株的耐逆性。
原文链接：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiac573
转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号
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