转录因子CbbHLH96的过表达提高了Cinnamomun bodinieri对碱胁迫的耐受性

《Russian Journal of Plant Physiology》：Overexpression of the Transcription Factor CbbHLH96 Improves Alkali Stress Tolerance in Cinnamomun bodinieri

土壤盐渍化严重制约作物产量与品质，转录因子CbbHLH96被证实参与肉桂树的耐碱胁迫调控。本研究成功构建CbbHLH96表达载体并转化拟南芥，通过转录组测序发现过表达该基因的T96植株显著提升碱胁迫耐受性，其机制与α-亚麻酸代谢和氰基氨基酸代谢通路关键基因上调密切相关。

　　

摘要

土壤盐碱化严重阻碍了植物的生长和发育，限制了作物产量并降低了其品质。转录因子CbbHLH96已被发现与Cinnamomum bodinieri的碱胁迫响应有关。在这项研究中，我们构建了CbbHLH96表达载体，并将其导入拟南芥（Arabidopsis thaliana）中，以探究CbbHLH96在碱胁迫下的功能作用，同时利用转录组测序技术进行进一步分析。研究结果表明，我们成功克隆了CbbHLH96基因的951个碱基对（bp）编码序列（CDS）。理化特性分析显示，CbbHLH96蛋白呈弱酸性、不稳定且具有亲脂性。亚细胞定位分析表明该蛋白定位于细胞核内。结构域分析发现其含有bHLH_AtFAMA样结构域，属于bHLH-SF超家族。系统发育分析证实CbbHLH96蛋白在樟科（Lauraceae）植物中具有高度保守性。我们成功培育出了过表达CbbHLH96的转基因拟南芥品系（命名为T96）。在碱胁迫条件下，T96植物的耐受性显著优于野生型（WT）对照。对碱胁迫处理后的WT和T96植株进行转录组分析后发现，差异表达基因主要涉及光合作用相关蛋白、卟啉和叶绿素代谢、植物-病原体相互作用、α-亚麻酸代谢以及氰基氨基酸代谢途径；而下调基因则主要与苯丙素类化合物生物合成、氮代谢、黄酮类化合物生物合成、泛醌及其他萜类-醌类化合物生物合成以及ABC转运蛋白等途径相关。值得注意的是，T96中α-亚麻酸代谢途径和氰基氨基酸代谢途径的关键表达基因显著高于野生型。总体而言，CbbHLH96的过表达提高了拟南芥的碱胁迫耐受性。这种耐受性的增强与α-亚麻酸代谢和氰基氨基酸代谢相关基因的上调有关。