山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花生所在花生耐鹽脅迫研究取得進(jìn)展
2023年12月05日來(lái)源：山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院
鹽堿環(huán)境引起的非生物脅迫對(duì)花生產(chǎn)量以及品質(zhì)均有較大影響，解析花生耐鹽的分子機(jī)制、挖掘耐鹽花生基因、篩選抗逆新種質(zhì)、培育適合我國(guó)鹽堿地區(qū)種植的理想新品種對(duì)我國(guó)花生產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效具有重要意義。bHLH轉(zhuǎn)錄因子家族是植物最大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一，大量研究表明該轉(zhuǎn)錄因子家族對(duì)于真核生物的正常生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要，參與了眾多的生物學(xué)過(guò)程。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究表明，bHLH轉(zhuǎn)錄因子在植物非生物脅迫響應(yīng)機(jī)制中發(fā)揮重要作用。
11月28日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（IF=8.2/中科院一區(qū)TOP期刊）在線發(fā)表了山東省花生研究所副所長(zhǎng)單世華研究員團(tuán)隊(duì)題為“The bHLH transcription factor AhbHLH121 improves salt tolerance in peanut”的研究論文，報(bào)道了在鹽脅迫條件下，誘導(dǎo)表達(dá)的AhbHLH121轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)直接與AhPOD、AhCAT和AhSOD基因啟動(dòng)子上的G/E-box結(jié)合來(lái)調(diào)控它們的表達(dá)，以增強(qiáng)活性氧清除能力，從而提高花生植株的耐鹽性。
團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)bHLH家族成員AhbHLH121能夠快速響應(yīng)鹽脅迫處理。隨后團(tuán)隊(duì)通過(guò)誘導(dǎo)表達(dá)分析及功能鑒定發(fā)現(xiàn)，AhbHLH121的過(guò)表達(dá)提高了花生植株的耐鹽性，而沉默表達(dá)AhbHLH121則導(dǎo)致相反的結(jié)果?；驒z測(cè)分析顯示，AhbHLH121的過(guò)表達(dá)通過(guò)促進(jìn)過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶和超氧化物歧化酶基因（AhPOD、AhCAT和AhSOD）的表達(dá)，而在鹽脅迫條件下促進(jìn)抗氧化酶活性的提高，同時(shí)表明活性氧清除功能的增強(qiáng)。利用酵母單雜（Y1H）和電泳凝膠遷移實(shí)驗(yàn)（EMSA）分析發(fā)現(xiàn)，AhbHLH121可以直接與AhPOD、AhCAT和AhSOD啟動(dòng)子上的部分G/E-box區(qū)域結(jié)合，從而促進(jìn)它們的表達(dá)以提高抗氧化酶活性。
本研究為花生耐鹽堿育種挖掘了基因資源并為創(chuàng)制中間育種材料奠定理論基礎(chǔ)。
山東省花生研究所趙小波副研究員為論文第一作者，單世華研究員為論文通訊作者。本研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、山東省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、山東省農(nóng)科院創(chuàng)新工程、山東省農(nóng)業(yè)良種工程等項(xiàng)目的資助。
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