水稻OsMYB9通过调控液泡Na+/H+逆向转运蛋白增强盐胁迫耐受性的分子机制

为解决水稻盐胁迫下离子稳态失衡问题，研究人员聚焦转录因子OsMYB9调控的Na+区隔化机制。通过遗传学与分子生物学手段，发现OsMYB9通过直接激活液泡Na+/H+逆向转运蛋白基因OsNHX1/2的表达，协同OsHKT1;5和SOS通路调控Na+转运，显著提升水稻耐盐性。该研究为作物抗逆育种提供了新靶点，发表于《The Crop Journal》。

　　

研究背景与意义
盐胁迫是制约全球作物产量的主要非生物胁迫之一，其中Na⁺毒性是核心危害。水稻作为盐敏感作物，其叶片中Na⁺过量积累会破坏光合机构，导致减产20-50%。植物进化出两种关键适应机制：通过高亲和性K⁺转运蛋白（如OsHKT1;5）将木质部Na⁺卸载至薄壁细胞，再经液泡Na⁺/H⁺逆向转运蛋白（NHX）将其区隔化于液泡。然而，这一过程的转录调控网络尚不明确，尤其缺乏对MYB转录因子在Na⁺转运中作用的认识。

研究方法与技术路线
研究团队利用T-DNA插入突变体osmyb9和CRISPR/Cas9基因编辑系，结合启动子-GUS组织定位、离子含量测定（ICP-OES）和膜完整性检测（MDA含量分析），系统评估表型。通过酵母单杂交（Y1H）、染色质免疫沉淀（ChIP）和双荧光素酶报告系统验证OsMYB9对靶基因的直接调控，采用分裂荧光素酶互补和双分子荧光互补（BiFC）技术解析蛋白互作网络。样本来源于韩国首尔大学水稻遗传资源库。

主要研究结果

1. 1.

   OsMYB9的表达特征与功能缺失表型
   启动子分析显示OsMYB9在根叶维管束薄壁细胞特异性表达，盐胁迫下表达量提升2.5倍。osmyb9突变体在200 mmol L^?1 NaCl处理下存活率降低40%，叶片Na⁺含量较野生型（HY）增加35%，伴随离子渗漏率和MDA含量显著上升。

2. 2.

   Na⁺转运网络的全局调控
   RT-qPCR揭示osmyb9中液泡NHX家族（OsNHX1-5）、质膜SOS通路（OsSOS2/3）及OsHKT1;5表达量下降50-70%。尤为关键的是，OsNHX1和OsNHX2在盐胁迫8 h后的转录水平仅为野生型的30%。

3. 3.

   直接转录调控机制
   Y1H和ChIP证实OsMYB9特异性结合OsNHX1/2启动子的-1200至-800 bp区域。双荧光素酶实验显示OsMYB9可使OsNHX1启动子活性增强8倍，且该激活作用被OsGI蛋白互作抑制60%，揭示OsGI作为上游负调控因子。

4. 4.

   蛋白互作网络的生理意义
   分裂荧光素酶和BiFC实验验证OsMYB9与OsGI在细胞核内直接互作。有趣的是，osgi突变体表现出盐耐受表型，其OsNHX1表达量较野生型（DJ）提高2.1倍，但其他NHX基因未受影响，说明OsGI对OsMYB9的抑制具有靶标特异性。

结论与展望
该研究首次阐明OsMYB9通过"双通道调控"机制增强耐盐性：一方面激活OsHKT1;5介导的Na⁺卸载，另一方面直接上调OsNHX1/2促进液泡Na⁺区隔化。OsGI-OsMYB9复合物的发现为理解植物能量权衡提供了新视角——当盐胁迫信号传入时，OsGI降解可能解除对OsMYB9的抑制，确保NHX基因适时激活。研究提出的"转录因子-转运蛋白"调控模块为设计抗逆作物提供了精确分子靶标，尤其对培育滨海盐碱地水稻品种具有应用价值。未来研究可进一步解析OsMYB9磷酸化修饰及其与SOS2激酶的协同机制。