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張勁松研究組和陳受宜研究組發現大豆中B類熱激轉錄因子參與脅迫反應

  我國大豆的産量遠遠不能滿足國內需求,提高大豆的耐逆性可以充分利用邊際土地增加大豆種植面積從而提高大豆産量。熱激轉錄因子基因在植物生長過程中發揮了重要作用,然而在大豆耐鹽反應中熱激轉錄因子的功能及機理仍不清楚。 

 

  中國科學院遗传与发育生物学研究所张劲松研究组、陈受宜研究组与黑龙江农科院来永才研究组合作从103份野生大豆資源中篩選得到2份耐鹽性強的野生大豆資源,通過RNA-Seq差異表達基因和共表達網絡分析得到參與大豆鹽脅迫反應的B類轉錄因子基因HSFB2b。在大豆轉基因毛狀根體系和穩定的轉基因大豆中過表達HSFB2b均可以提高大豆的耐鹽性。進一步研究發現HSFB2b可以直接激活黃酮類化合物合成途徑,同時解除另一個轉錄因子GmNAC2的抑制作用,從而促進黃酮類化合物的合成,降低體內ROS的積累以提高大豆的耐鹽性。 

 

  將大豆資源中HSFB2b基因的啓動子序列進行聚類分析,得到4個單倍型。其中來源于野生大豆Y20的單倍型II在盐处理后具有较强的转录活性,并且可能在驯化过程中被选择。而在盐处理后转录活性最强的單倍型III分布頻率較低,此類型具有改良栽培大豆的潛力。這項研究對于提高大豆環境適應性和育種改良提供了重要策略依據。 

 

  上述研究于2019810日在線發表于New Phytologist (DOI:10.1111/nph.16104)。博士生卞潇華、博士後牛燦芳和來永才研究組李炜爲該論文的共同第一作者,王國棟研究組覃浩參與了該論文中黃酮類化合物的分析,安徽農科院周斌提供了部分材料。該研究得到國家農作物育種重點研發項目和中科院項目等資助。 

 

圖:HSFB2b的工作模型