GhADT5基因调控棉花耐碱胁迫的分子机制研究

本研究聚焦于棉花耐碱胁迫问题，通过病毒诱导基因沉默技术（VIGS）研究GhADT5基因，揭示其在碱胁迫下通过调节苯丙氨酸衍生的黄酮生物合成和抗氧化防御增强棉花耐受性的机制，为培育耐碱棉花品种提供新思路。

　　土壤盐碱化是影响农作物生长和产量的重要环境胁迫因素之一，其中碱胁迫主要由碳酸钠（Na?CO?）和碳酸氢钠（NaHCO?）引起，会导致活性氧（ROS）和丙二醛（MDA）积累，进而引发植物氧化胁迫。为提高棉花耐碱胁迫能力，中国农业科学院棉花研究所等机构的研究人员开展了相关研究。他们发现GhADT5基因在碱胁迫下表达上调，通过调控苯丙氨酸（Phe）衍生的黄酮生物合成和抗氧化防御系统增强棉花耐碱性。该研究结果发表在《BMC Plant Biology》上，为培育耐碱棉花品种提供了理论依据。

研究人员采用的主要关键技术方法包括病毒诱导基因沉默（VIGS）、实时荧光定量PCR（qRT-PCR）、扫描电子显微镜（SEM）观察以及抗氧化酶活性测定等。样本来源于中国农业科学院棉花研究所的棉花材料。

在研究中，研究人员首先鉴定出四种种棉（Gossypium spp.）中共35个ADT基因家族成员，并通过系统发育分析将其分为四个亚组。他们发现GhADT5在碱胁迫下表达显著上调，通过VIGS技术沉默GhADT5后，棉花对碱胁迫的耐受性降低，表现为植物苯丙氨酸含量、总黄酮含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性降低，导致丙二醛（MDA）和活性氧（ROS）积累增加，最终降低耐碱性。此外，沉默GhADT5的植株表现出气孔开度减小、细胞变形以及叶表皮细胞间不规则断裂等现象。

研究结果表明，GhADT5通过调节酶促和非酶促抗氧化系统增强棉花对碱胁迫的耐受性。这一发现不仅揭示了GhADT5在棉花耐碱胁迫中的重要作用，还为通过基因工程手段改良棉花耐逆性提供了新的靶点。讨论部分强调，GhADT5可能通过参与苯丙氨酸和黄酮的合成来调节植物对碱胁迫的响应，这对于提高棉花在盐碱地的适应性和产量具有重要意义。