综述:盐胁迫响应转录因子对提升大麦改良的启示

【字体: 时间:2025年07月18日 来源:Planta 3.6

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  这篇综述系统阐述了大麦耐盐性分子机制的最新研究进展,重点解析了bZIP、DREB、NAC等转录因子(TFs)通过调控离子稳态和渗透调节相关基因表达来增强耐盐性的作用机制,为利用CRISPR/Cas等现代生物技术培育耐盐大麦品种提供了理论依据。

  

Abstract

盐胁迫正随着气候变化持续加剧,已成为制约大麦生长发育和产量的主要环境因子。提高大麦耐盐性对保障全球粮食安全具有重要意义。研究表明,转录因子(TFs)通过调控下游基因表达网络,在植物盐胁迫响应中发挥核心调控作用。

Main conclusion

盐胁迫显著抑制大麦生长发育,而转录因子通过基因表达调控在植物耐盐机制中扮演关键角色。研究发现,bZIP、DREB、NAC、bHLH、MYB、ERF和WRKY等TF家族成员通过多重分子机制参与胁迫应答:

  • 调控Na+/K+离子平衡维持细胞膜稳定性

  • 激活渗透调节物质(如脯氨酸、甜菜碱)合成通路

  • 介导活性氧(ROS)清除相关酶系的表达

  • 调控胁迫信号转导关键组分如SOS通路

分子调控网络

现代生物技术为解析这些TF的功能提供了强大工具:CRISPR/Cas基因编辑可实现靶向基因敲除,病毒诱导基因沉默(VIGS)技术则能特异性抑制目标基因表达。通过多组学(转录组、蛋白组、代谢组)与生物信息学整合分析,已鉴定出多个盐响应TF及其调控网络。

应用前景

这些发现为分子设计育种奠定了基础:通过调控关键TF表达可创制耐盐大麦新种质。未来研究需重点关注TF协同调控机制,以及将实验室成果转化为田间耐盐品种。该领域进展将为应对土壤盐渍化挑战提供创新解决方案。

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