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甘薯(2n=B1B1B2B2B2B2=6x=90)是重要的粮食、饲料和工业原料,且其高产、稳产、富含淀粉,可以转化为燃料乙醇而被视为重要的粮食和新型生物质能源作物。甘薯较耐旱、耐瘠薄、耐低度盐碱,加强对甘薯耐盐抗旱性的研究,充分利用我国广阔的干旱瘠薄的丘陵山地和盐渍地,而又不与粮食争地,对国家的粮食安全和生物质能源发展意义重大。
11月14日,中国农业大学、农业农村部甘薯生物学与生物技术重点实验室何绍贞/张欢课题组在New Phytologist在线发表了题为“The IbBBX24–IbTOE3–IbPRX17 module enhances abiotic stress tolerance by scavenging reactive oxygen species in sweet potato”的研究论文,揭示了IbBBX24–IbTOE3–IbPRX17分子模块通过调节活性氧途径调控甘薯逆境胁迫的分子机理。
过氧化物酶 (PRXs) 是清除ROS的抗氧化酶,主要分为3个亚组:class I (ascorbate), class II (lignin), and class III (CIII, secretory)。其中CIII类PRXs在响应植物生物与非生物胁迫抗性中起着重要作用,目前这类过氧化物酶生物功能和抗性调控机制报道较少。
该研究发现,B-BOX家族IbBBX24和APETALA2 (AP2) 家族IbTOE3转录因子均能结合到一个编码CIII类PRX基因IbPRX17的启动子的不同位点,并激活其表达。同时,IbTOE3能够与IbBBX24相互作用,增强IbBBX24在启动子特定位点对IbPRX17的激活能力。过表达IbBBX24、IbTOE3、IbPRX17能够通过激活ROS清除系统,显著提高转基因甘薯植株的耐盐抗旱性。
综上所述,该研究揭示了甘薯响应逆境胁迫的新机制。研究结果为培育抗逆性强的甘薯新品种提供了重要的基因资源。
何绍贞教授为该论文的通讯作者,张欢副教授和王祯博士为该论文的共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、北京市自然科学基金、国家甘薯产业技术体系、北京市创新团队和中国农业大学基本科研业务费专项资金项目的经费支持。
论文链接:
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17860
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