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张艳霞课题组揭示植物侧根发育响应盐胁迫的分子机制

发布者:nxy发布时间:2023-12-31浏览次数:38

 近日,华江南体育网页版登录张艳霞教授在The Plant Cell在线发表了题为“Root branching under high salinity requires auxin-independent modulation of LATERAL ORGAN BOUNDARY DOMAIN 16 function”的研究论文。文章报道了生长素下游转录因子LATERAL ORGAN BOUNDARY DOMAIN 16LBD16)在盐胁迫下被一条生长素非依赖性转录途径所激活,并参与调控下游细胞壁重塑,进而调控盐胁迫下植物侧根发育的分子机理,在植物根系生长发育可塑性的机理方面提出了新见解。

盐胁迫是危害我国及世界粮食产量的最主要非生物胁迫之一。大多数作物如水稻、玉米及大豆等对盐胁迫都十分敏感,植株生长发育及产量受其严重抑制。根系是植物响应盐胁迫的第一道防线。植物通过根分枝产生侧根来加强对水分及营养的吸收。盐胁迫限制了植物侧根生长并严重影响植株整体生长。生长素信号对于侧根发育起着至关重要的作用,其下游转录因子LBD16是理想条件下侧根发育关键调控因子。然而,盐胁迫是如何影响根部的生长素信号以及植物体内是否有不依赖于生长素的信号来参与侧根发育尚不完全清晰。本研究表明盐胁迫抑制了根部不同分区的生长素信号,但却同时加强了LBD16在根部不同分区的表达,暗示了盐信号可能激活了生长素之外的信号来参与调节LBD16。通过酵母单杂及生信大数据网络推理的方式,我们挖掘到了调控LBD16的上游转录因子—拟南芥锌指蛋白ZAT6,并通过实验证明了盐胁迫诱导的ZAT6可以通过调控启动子来正向影响LBD16的表达。进一步实验表明,ZAT6-LBD16转录模块是通过促进下游细胞壁重塑来调控盐胁迫下侧根的发育。因此,本研究提出盐信号对LBD16的调控整合了生长素依赖性“消极”途径和盐激活的生长素非依赖性“积极”途径,从而实现盐胁迫下根系发育的可塑性调节。


 

张艳霞教授为本文第一作者及共同通讯作者,荷兰瓦赫宁根大学植物生理系主任Christa Testerink教授为本文通讯作者,同时瓦赫宁根大学生物信息系副教授Aalt-jan D.J. Van Dijk 为本研究提供了生信分析指导。这项工作得到了欧洲研究理事会(ERC)(项目编号724321)、荷兰研究理事会 (NWO) Vici项目(编号 VI.C.192.033)和 NWO-ENW KLEIN 项目(OCENW.KLEIN.421)、荷兰健康研究与发展组织(ZonMW- 青年科学家项目(编号435004012)和中国国家留学基金委(CSC-中荷双边交流奖学金(CF13731)的资金支持。同时,本研究也获得了华南农业大学高层次引进人才启动项目的支持


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