摘要:土壤盐渍化是全球农业生产面临的重大挑战,严重影响小麦等主要粮食作物的生长发育和产量形成。挖掘耐盐基因并解析其分子机制,对培育耐盐小麦品种、保障粮食安全具有重要意义。MicroRNA(miRNA)作为一类重要的调控因子,在植物响应非生物胁迫中发挥关键作用。青岛农
土壤盐渍化是全球农业生产面临的重大挑战,严重影响小麦等主要粮食作物的生长发育和产量形成。挖掘耐盐基因并解析其分子机制,对培育耐盐小麦品种、保障粮食安全具有重要意义。MicroRNA(miRNA)作为一类重要的调控因子,在植物响应非生物胁迫中发挥关键作用。青岛农业大学穆平教授课题组前期研究发现小麦microRNA tae-miR9668在盐胁迫下显著下调,其预测靶基因为TaRPM1-1A。
近日,青岛农业大学穆平教授课题组在The Crop Journal在线发表了题“tae-miR9668 negatively regulates TaRPM1-1A to enhance salt tolerance in wheat”的研究论文。该研究系统解析了tae-miR9668–TaRPM1-1A模块在小麦耐盐中的调控作用,并进一步发现TaRPM1-1A与TaSnRK1.3-D的互作关系,为小麦耐盐分子育种提供了新靶点。
该研究首先从耐盐小麦品种“青麦6号”中克隆得到tae-miR9668及其预测靶基因TaRPM1-1A。表达分析显示,盐胁迫下tae-miR9668显著下调,而TaRPM1-1A在根中显著上调。功能验证表明,过表达TaRPM1-1A可显著增强小麦耐盐性,表现为植株生长良好、氧化损伤减轻、抗氧化酶活性增强及渗透调节物质积累增加;相反,过表达tae-miR9668则抑制TaRPM1-1A表达,导致耐盐性下降。进一步的分子机制研究显示,tae-miR9668可直接切割TaRPM1-1AmRNA,负调控其表达。通过酵母双杂交、双分子荧光互补和Pull-down等实验,研究团队发现TaRPM1-1A与TaSnRK1.3-D直接互作,并可被其磷酸化。TaSnRK1.3-D同样具有耐盐功能,其在酵母中过表达能显著增强盐胁迫下的生长能力。该研究提出了tae-miR9668–TaRPM1-1A模块调控小麦耐盐的工作模型,为理解小麦响应盐胁迫的分子网络提供了新视角,也为利用该模块培育耐盐小麦品种奠定了理论基础。
图1 过表达TaRPM1-1A提高小麦的耐盐性
图2 过表达tae-miR9668降低小麦的耐盐性
图3 tae-miR9668靶向TaRPM1-1A负调控其表达
图4 TaRPM1-1A与耐盐TaSnRK1.3-D互作
图5 tae-miR9668–TaRPM1-1A模块调控小麦耐盐的工作模型
作者和基金项目
青岛农业大学农学院讲师贺小彦、硕士研究生王彦杰和高宇为该文共同第一作者,穆平教授为通信作者。该研究得到国家自然科学基金(32372167)、山东省重点研发计划(2023LZGCQY011、2023LZGC009)和山东省现代农业产业技术体系小麦创新团队(SDAIT01-06)等项目资助。
来源:李村长的作品