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朱生伟研究组揭示油菜素内酯(BR)调控植物对热胁迫响应分子机制

 :ERF49介导BR调节植物对胁迫耐受性       

         全球气候变暖引发植物生长发育过程中高温天气频发,已经成为当前农业生产和生态学研究中一个关注问题。在生长季节中热胁迫造成作物减产,品质下降。因此,研究增强植物对热胁迫耐性的分子机制,具有重要的理论意义和实际应用价值。油菜素内酯(BR)调节植物生长发育诸多过程,也参与植物对热胁迫响应。然而,BR调控的植物对响应的分子机制尚不清楚。

         中国科学院植物研究所分子生理学重点实验室朱生伟研究组研究发现ERF49作为一个关键因子介导了BR调节植物对胁迫的耐受性。ERF49作为BZR1的直接靶基因,BZR1通过与ERF49启动子结合来抑制ERF49表达。过表达ERF49提高了植物对热胁迫的敏感性,其中热激转录因子HSFA2响应诱导基因DREB2A和三个热激蛋白基因HSPs的转录水平在热胁迫下显著降低。遗传分析结果表明,显性功能获得突变体(bzr1-1D与野生型相比,对热胁迫的敏感性较低;过量表达ERF49-SRDX一种显性抑制因子报告基因)与bzr1-1D相比,ERF49-SRDX/bzr1-1D转基因植株对热胁迫的敏感性显著降低。该研究结果表明BR通过BZR1抑制ERF49的表达来增强植物的耐热性,而这一过程依赖于下游热胁迫诱导基因的表达。该研究揭示了BR植物对高温胁迫响应的一种新的分子机制。

      该研究成果于11月10日在线发表于国际学术期刊BMC Biology,植物所已毕业硕士生陈霞,陕西科技大学薛惠丹副教授和陕西师范大学博士后竺丽萍、王会琴为该论文并列第一作者,植物所朱生伟副研究员和陕西师范大学肖光辉教授为共同通讯作者。植物所已毕业学生隆浩、赵军、蒙福宁、刘云飞、叶远和助理研究员罗小敏,湖南农业大学刘志教授等对本文有重要贡献。该研究得到了国家重点研发计划、海南崖州湾种子实验室和国家自然科学基金等项目的资助。

文章链接: 
https://doi.org/10.1186/s12915-022-01455-4

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