青岛农业大学揭示新的月季转录因子RcbHLH59提高盐胁迫适应的分子机制

盐胁迫是影响月季在高盐或沿海地区室外绿化应用的主要非生物胁迫种类，容易导致其生长发育不良、观赏品质下降，限制其生长和应用范围。因此，挖掘有效的月季耐盐基因，解析其适应盐胁迫的分子机制，对于培育月季高抗品种，提高其应用范围具有重要意义。

2022年12月，Horticulture Research 在线发表青岛农业大学姜新强团队题为RcbHLH59-RcPRs module enhances salinity stress tolerance by balancing Na+/K+ through callose deposition in rose (Rosa chinensis)的研究论文。

文章鉴定了月季中一个新的受盐胁迫诱导的basic helix-loop-helix 家族转录因子XI亚族成员RcbHLH59。研究发现，随着盐胁迫的进行，RcbHLH59的表达量在根和叶中均不断上调。通过病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）证明沉默RcbHLH59降低了其对盐胁迫的适应性，并影响了转基因植株的膜系统稳定性、光合系统参数、Na⁺/K⁺平衡和胼胝质的积累（图1）。进一步，在月季叶片中瞬时过表达RcbHLH59增强了月季的耐盐性，并且病程相关基因RcPR4/1和RcPR5/1的表达量在RcbHLH59沉默株系中显著下调，在RcbHLH59过表达株系中显著上调。进一步作者利用酵母单杂交和荧光素酶报告试验证实RcbHLH59可以直接结合RcPR4和RcPR5的启动子并促进它们的表达（图2）。同时，沉默RcPR4和RcPR5降低了月季的耐盐性，并且影响了转基因植物胼胝质的积累。此外，胼胝质合成酶RcCals和起水解作用的RcPR2基因的表达也发生了变化。该研究首次揭示了月季中一个新的适应高盐胁迫的调控路径，即RcbHLH59通过调控RcPR4和RcPR5的表达，调节胼胝质的累积，进而促进Na⁺/K⁺平衡获得耐盐性（图3）。该研究为月季耐盐分子育种提供了优异基因资源，并为其他物种的耐盐性研究提供了新的思路。

青岛农业大学园林与林学院在读硕士研究生苏林为该论文第一作者，青岛农业大学园林与林学院姜新强副教授和中国农业科学院都市农业研究所欧阳琳助理研究员为该论文的共同通讯作者，课题组在读硕士研究生张一昌、于爽、林上、耿丽芳也参与了相关工作。该研究得到了国家重点研发计划（2018YFD1000400）和国家自然科学基金项目（32002084）的资助。

作者介绍

青岛农业大学姜新强研究团队主要从事月季逆境适应机制及胶东半岛珍惜濒危植物遗传保护研究，近三年在Plant Molecular Biology（Geng Lifang et al, 2022）、Horticulturae（Geng Lifang et al, 2022）、BMC Genomics（Li Wei et al, 2021）、Planta（Su Lin et al, 2021）、Plant Cell Reports（Fu Lufeng et al, 2021）、Plant Cell and Physiology（Li Wei et al, 2020）、Functional Plant Biology（Jiang Xinqiang et al, 2020）、园艺学报（丁爱琴等，2020）等期刊发表论文，近日发表的这篇论文是该团队在月季逆境适应机制研究上取得的新进展，研究成果对盐胁迫适应机制提供了新的见解。

文章链接：

‍https://doi.org/10.1093/hr/uhac291

转自：“园艺研究”微信公众号

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