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向凤宁教授团队研究成果在植物学顶级期刊The Plant Cell上发表
作者:李朔   时间:2019-06-26   点击数:

近日,2020欧洲杯竞猜平台、植物发育与环境适应生物学教育部重点实验室向凤宁教授团队在大豆耐盐性改良及耐盐机制上取得重要进展。相关研究结果“A GmSIN1/GmNCED3s/GmRbohBs Feed-forward Loop Acts as a Signal Amplifier that Regulates Root Growth in Soybean Exposed to Salt Stress”发表于植物学领域顶级期刊The Plant Cell上。该文章以山东大学为第一作者和唯一通讯作者单位,向凤宁课题组成员李朔讲师为论文的第一作者,已毕业博士王楠、姬丹丹、在读博士生张文晓为共同第一作者,向凤宁教授为通讯作者。

大豆是我国战略性经济作物,其进口依存度高达85%以上,当前的中美贸易战加剧了大豆的供需矛盾,危及到国家粮食及食品安全。我国大豆产量及种植面积受到土壤盐渍化限制,发掘大豆耐盐性改良的有效靶点基因是解决该问题的关键。

已知植物激素脱落酸(ABA)和小分子活性氧(ROS)是植物盐胁迫响应的关键信号分子,它们如何传导和放大盐胁迫信号来调控植物耐盐性尚不清楚。该研究利用稳定遗传的过表达和RNAi大豆转基因株系,发现GmSIN1既促进根生长又提高植株盐胁迫耐受性。多年的田间实验结果证明,过表达GmSIN1转基因大豆在非盐、低盐及中盐田地中的产量均优于对照。

GmSIN1促进大豆耐盐性

进一步地作用机制研究表明,GmSIN1,GmNCED3s(ABA合成关键基因)及GmRbohBs(ROS合成关键酶基因)通过组成正反馈环来实现盐胁迫初期信号到ABA和ROS信号的快速转化和放大,使其在合适的浓度范围中通过协同作用来促进大豆根伸长及盐胁迫耐受性。该研究提供了同时提高大豆生长及耐盐性的新思路,且GmSIN1可能是通过遗传改造获得在盐地和非盐地均增产的大豆新品种的有效靶点。

GmSIN1的工作模型

该研究得到了国家重点研发计划、国家转基因专项、国家自然科学基金等项目资助。向凤宁课题组多年从事大豆抗旱/耐盐关键基因发掘及其基因工程育种研究,发现了多个可用于我国大豆抗旱/耐盐性改良的靶点基因(Plant Physiology,2016;Plant Cell and Physiology,2017),为大豆耐逆分子育种提供了潜在的新基因源。

文章链接:http://www.plantcell.org/content/early/2019/06/21/tpc.18.00662


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