Plant Physiology | 中国农科院作科所李文学团队揭示玉米盐胁迫响应调控新机制

以下文章来源于植物生理PlantPhysiol ，作者PP

近日，中国农业科学院作物科学研究所李文学研究员团队在Plant Physiology杂志在线发表题为“MicroRNA408 negatively regulates salt tolerance by affecting secondary cell wall development in maize”的研究论文。该研究揭示了miR408通过靶基因ZmLAC9调控次生细胞壁的厚度和维管束的发育参与玉米适应盐胁迫的新机制。研究结果为培育耐盐玉米新种质提供了新思路。

虽然miR408是一个保守的miRNA，但在不同植物中对于盐胁迫响应截然相反。该研究通过盐胁迫诱导以及MV（ROS诱导剂）、DMTU（ROS清除剂）处理发现，NaCl抑制miR408的表达，这种抑制作用与盐胁迫诱导产生的ROS密切相关。miR408主要在玉米维管束韧皮部表达，且负调控ZmLAC9。miR408过表达转基因细胞壁变薄、维管束的发育受阻、对于盐胁迫超敏感。为观察Na离子在转基因玉米中的分布，作者利用冷冻切片和SEM-EDS技术开发Na离子可视化的研究方法，发现Na离子在miR408过表达转基因玉米中主要分布于细胞间隙，推测是由于细胞壁完整性受损所致。通过基因编辑敲除miR408或者过表达ZmLAC9在增加次生细胞壁厚度、促进维管束的发育的同时，提高玉米抗盐胁迫的能力。转录组数据分析表明盐胁迫下，受miR408影响的基因富集在细胞壁生物合成路径，进一步说明miR408影响次生细胞壁的厚度和维管束的发育参与玉米适应盐胁迫。

中国农业科学院作物科学研究所硕士研究生秦瑞东为论文的第一作者，已毕业硕士研究生胡玉梅为论文的共同第一作者，李文学研究员为论文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金，海南崖州湾种子实验室和中国农科院科技创新工程项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad135

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