倪志勇和曲延英教授团队揭示GhHSP70-26调控干旱胁迫应答的分子机制

发布时间:2021-09-06 来源:农学院 作者:农学院 浏览次数:11

  干旱严重影响棉花生长发育和产量,特别在棉花主产区新疆,年降水量少,干旱仍是限制棉花产量的主要因素。HSP70(70-kDa heat shock protein)作为分子伴侣在植物对非生物胁迫的应答中起着重要作用。然而,HSP70在棉花干旱胁迫应答中的功能和分子机制尚未解析。



  2021年8月24日,Environmental and Experimental Botany在线发表了新疆农业大学倪志勇和曲延英教授团队题为“The cotton 70-kDa heat shock protein GhHSP70-26 plays a positive role in the drought stress response”的研究论文,该研究发现陆地棉中的HSP70(70-kDa heat shock protein)蛋白基因GhHSP70-26能够调控陆地棉对干旱胁迫的抗性。



  研究人员发现,GhHSP70-26在转录水平应答PEG和ABA处理、盐、冷和热胁迫且它的转录水平与棉花品种的抗旱性正相关。异源过表达GhHSP70-26基因相比野生型烟草提高转基因烟草的抗旱能力,表现为叶片萎蔫程度低、存活率高、叶片水分损失率低、根长更长和叶绿素含量高。而且,过表达GhHSP70-26转基因烟草相比野生型烟草具有高的脯氨酸含量,高的SOD和POD酶活性,低的丙二醛含量和ROS含量。逆境应答基因NtLEA、NtERD10D、NtPOD、NtSOD和NtNCED3-1在过表达GhHSP70-26的转基因烟草中的转录水平均显著高于野生型烟草。相反,在干旱胁迫下,利用病毒诱导的基因沉默技术沉默GhHSP70-26基因的棉花相比空载体和野生型棉花,叶片严重萎蔫,水分丧失率,MDA含量和相对电导率升高。进一步研究表明GhbZIP43和GhHSF8分别结合ABRE和HSE顺式作用元件调控GhHSP70-26的转录,且GhHSP70-26蛋白与抗坏血酸过氧化物酶GhAPX2蛋白相互作用。这些结果表明GhHSP70-26蛋白通过降低细胞膜受损程度和细胞受ROS氧化胁迫的伤害在植物干旱胁迫应答中发挥正向作用。



  新疆农业大学倪志勇教授、已毕业博士生刘娜、于月华副教授为该文的共同第一作者。倪志勇教授和曲延英教授为该文的共同通讯作者。已毕业硕士生毕晨曦和新疆农业大学陈全家教授参与本研究工作。该研究受到新疆维吾尔自治区自然科学基金面上项目(2018D01A10)的支持。


  原文链接:

  https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2021.104628


编辑:冯魁 万婷  审核人:康华

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