目前，全球有超10億公頃的土地遭受鹽堿化侵蝕，土壤的鹽堿化對(duì)植物生長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了嚴(yán)重的不利影響。γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）是一種廣泛存在于包括細(xì)菌和真核生物在內(nèi)的所有生命領(lǐng)域的四碳非蛋白氨基酸。外源GABA可以有效提高植物對(duì)各種脅迫的耐受力。然而關(guān)于GABA在植物耐鹽堿中的具體作用機(jī)制尚不清晰。
8月26日，園藝學(xué)院胡曉輝教授團(tuán)隊(duì)在Plant Physiology在線(xiàn)發(fā)表了題為“Promoting γ-aminobutyric acid accumulation to enhances saline-alkali tolerance in tomato”的研究論文，揭示了SlNF-YC1-SlMYBI模塊誘導(dǎo)GABA的積累，通過(guò)清除活性氧（ROS）和調(diào)控乙烯信號(hào)通路來(lái)提高番茄耐鹽堿的能力。
研究發(fā)現(xiàn)，GABA合成的關(guān)鍵基因SlGAD1積極響應(yīng)了鹽堿脅迫。過(guò)表達(dá)SlGAD1提高了番茄清除ROS的能力；GABA的積累誘導(dǎo)了乙烯信號(hào)通路相關(guān)基因的表達(dá)，提高了乙烯含量，增強(qiáng)了番茄的耐鹽堿性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，SlMYBI能直接結(jié)合SlGAD1的啟動(dòng)子，從而促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄激活。SlMYBI的過(guò)表達(dá)植株中SlGAD1的轉(zhuǎn)錄水平顯著升高，GABA含量顯著上調(diào)，通過(guò)清除ROS和激活乙烯信號(hào)通路提高了番茄的耐鹽堿性。相反，Slmybi突變體植株則表現(xiàn)出對(duì)鹽堿脅迫的敏感性。同時(shí)，該研究發(fā)現(xiàn)SlNF-YC1與SlMYBI互作，同時(shí)SlNF-YC1也積極響應(yīng)番茄的耐鹽堿性。過(guò)表達(dá)SlNF-YC1促進(jìn)了GABA的積累，減少了ROS的產(chǎn)生進(jìn)而提高番茄幼苗的耐鹽堿性。此外，SlNF-YC1與SlMYBI的相互作用，提高了SlMYBI對(duì)下游基因SlGAD1的轉(zhuǎn)錄活性，對(duì)進(jìn)一步提高番茄幼苗的耐鹽堿能力有積極作用。綜上所述，該研究的工作首次闡明了SlNF-YC1-SlMYBI模塊通過(guò)調(diào)節(jié)GABA水平來(lái)增強(qiáng)番茄的耐鹽堿性的分子機(jī)制，為提高番茄的耐鹽堿性提供了有價(jià)值的見(jiàn)解。
園藝學(xué)院博士生王景榮（已畢業(yè)）和碩士生張勇（現(xiàn)為在讀博士生）為共同第一作者，沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)李天來(lái)院士和我校胡曉輝教授為共同通訊作者。園藝學(xué)院博士生王君正和馬方（已畢業(yè)）等人參與了研究工作。園藝學(xué)院園藝科學(xué)研究中心對(duì)本項(xiàng)目提供了技術(shù)支持。該研究得到陜西省科技創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)（2021TD-34）和國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-23-D06）等項(xiàng)目的資助。
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