李绍清教授团队在水稻耐盐研究领域取得新进展

　　

　　由于工业污染的不断积累、化肥的大量使用以及全球气温上升等多重因素的影响，地球土壤盐碱化程度日益加剧，导致耕地资源遭到破坏，农业生产蒙受巨大损失，已成为一个世界性的生态难题。水稻作为世界上最重要的粮食作物，正面临着土壤盐碱化所带来的严峻威胁，严重影响水稻正常生产和产量稳定。因此，发掘水稻耐盐相关基因，揭示耐盐机理，对选育耐盐品种、提高水稻耐盐性、保障水稻产量具有重要意义。

　　最近，武汉大学生命科学学院李绍清教授团队在国际著名植物学期刊Plant Cell和Plant Biotechnology Journal上分别发表了题为GROWTH REGULATING FACTOR 7-mediated arbutin metabolism enhances rice salt tolerance和miR396b/GRF6 module contributes to salt tolerance in rice的研究论文，分别揭示了转录因子OsGRF7和分子模块miR396b/OsGRF6调控水稻耐盐性的分子机制。

　　发表在Plant Cell一文中，作者发现提高OsGRF7的表达（GRF7-OE）可促进水稻对盐胁迫的耐受性，而抑制其表达（GRF7-Ri）或敲除该基因（grf7）则降低其耐盐性。非靶向代谢组分析发现，抗氧化代谢物arbutin含量在GRF7-OE中成倍增加，而在GRF7敲除系和干涉系中则显著下降。

　　生化分析显示，hydroquinone在UDP-葡萄糖基转移酶（UGTs）的催化下可以生成arbutin；而OsGRF7则可直接结合在OsUGT1和OsUGT5基因的启动子上促进其表达进而提升arbutin的生物合成并使籽粒变大，反之则会抑制OsUGT1和OsUGT5表达，降低水稻耐盐性并导致籽粒变小。蛋白互作分析发现，泛素化调控蛋白OsFBO13可与OsGRF7蛋白互作促进其降解，从而负调控水稻耐盐性和籽粒大小；而OsGIF则竞争抑制OsFBO13对GRF7的降解，从而促进水稻耐盐。该研究揭示了OsFBO13-OsGRF7-OsUGT1/OsUGT5-arbutin调控模块在水稻盐胁迫应答和籽粒发育中的作用，为水稻耐盐遗传改良提供了理论参考。武汉大学生命科学学院博士后陈云萍和但志武为该论文的共同第一作者。

图1 OsGRF7调控arbutin的合成参与水稻盐胁迫应答和籽粒发育的模式图

　　发表在Plant Biotechnology Journal一文中作者发现，miR396b/GRF6作为调控水稻产量的关键模块，可显著提高水稻的耐盐性。在耐盐胁迫下，MIM396和OE-GRF6转基因系的存活率比野生型分别增加了48.0%和74.4%。

　　进一步研究发现，负调控因子ZNF9与miR396b的启动子直接结合，促进miR396b的表达，抑制GRF6，从而降低水稻耐盐性和产量。当敲除ZNF9，则促进GRF6表达；而GRF6则激活下游靶基因MYB3R的表达从而提高水稻耐盐性。该研究阐明了miR396b/GRF6在水稻耐盐调控网络中的作用机制，为水稻高产、耐盐的协同改良提供了理论依据。武汉大学生命科学学院博士后袁焕然和程明星为论文共同第一作者。

图2 miR396b/GRF6模块调控水稻耐盐模式图

　　武汉大学生命科学学院李绍清教授为上述两篇论文的通讯作者。上述研究得到了国家自然科学基金区域创新发展联合基金（U20A2023）和青年基金（32101667）、中国博士后科学基金（2023T160497）以及崖州湾种子实验室与中国种子集团有限公司联合“揭榜挂帅”项目(B23YQ1515)的资助。

原文链接：10.1093/plcell/koae140/7664348

原文链接：https://doi.org/10.1111/pbi.14326