紫花苜蓿是全球公认的重要豆科牧草,营养价值高,经济效益好,被誉为“牧草之王”。干旱胁迫是紫花苜蓿生长过程中面临的主要非生物胁迫之一,研究紫花苜蓿响应干旱胁迫的分子机制,对于通过分子育种提高苜蓿抗旱性具有重要意义。
脱水素(Dehydrin,DHN)是植物中一类重要的逆境响应蛋白,而水通道蛋白(PIP)是一类参与水分、草酸、活性氧等转运的蛋白。该研究首先发现DHN1与PIP2;1在质膜互作,正向调节苜蓿的耐旱能力,并且,正常环境下DHN1、PIP2;1均与质膜定位的mMYB转录因子互作,但在干旱胁迫下,PIP2;1蛋白第272位氨基酸(Ser272)发生磷酸化,诱导MYB转录因子转移到细胞核。进一步研究发现,MYB与DHN1的C端在细胞核内发生互作,增强了MYB的转录调控活性,调控下游靶基因MsCESA3下调和MsCESA7上调表达,从而影响根系初生细胞壁和次生细胞壁的形成,继而影响苜蓿生长。
上海交通大学农业与生物学院吕爱敏博士后(现为浙江农林大学食品与健康学院教师)为论文第一作者,安渊教授、苏连泰博士后为通讯作者;樊娜娜博士、文武武博士、研究生高鲤、莫鑫、游翔凯及周鹏副教授参与了研究工作。该研究得到科技创新2030重大项目、国家自然科学基金等项目资助。吕爱敏博士在脱水素抗逆功能方面开展了许多有价值的研究,成果分别发表在Plant Biotechnology Journal(2023)、Plant Physiology(2023)、Plant Journal(2021)等期刊。
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