Plant Cell ｜ 山东大学向凤宁课题组揭示大豆盐胁迫早期信号放大的新机制

　　大豆作为我国战略性经济作物，其产量及种植面积受到土壤盐碱化的限制，全面解析植物盐胁迫调控机制，发掘大豆耐盐性改良的有效靶点是解决该问题的关键。已知脱落酸（ABA）和活性氧（ROS）是植物盐胁迫响应途径中的关键信号分子，然而它们如何传导和放大盐胁迫信号来调控植物耐盐性尚不清楚。

　　近日，山东大学生命科学学院向凤宁教授课题组在The Plant Cell发表了题为A GmSIN1/GmNCED3s/GmRbohBs Feed-forward Loop Acts as a Signal Amplifier that Regulates Root Growth in Soybean Exposed to Salt Stress 的研究论文，揭示了大豆NAC类转录因子在盐胁迫早期信号放大作用中的新机制。

　　

　　该研究利用稳定遗传的过表达和RNAi大豆转基因株系，发现GmSIN1 （SALT INDUCED NAC 1，NAC转录因子）既促进根的生长又提高植株盐胁迫耐受性。多年的田间实验结果表明，过表达GmSIN1转基因大豆在非盐、低盐及中盐田地中的产量性状均优于对照。

　　

　　GmSIN1转基因大豆的表型

　　对GmSIN1作用机制的研究表明，GmSIN1参与介导盐胁迫早期的转录组响应，并通过直接结合ABA合成关键基因GmNCED3s和ROS合成关键酶基因GmRbohBs启动子上的特异性位点介导它们在盐胁迫早期的诱导表达。进一步研究发现，GmSIN1，GmNCED3s及GmRbohBs组成了正反馈环，实现盐胁迫初期信号到ABA和ROS信号的快速转化和放大，而ABA和ROS通过协同作用在合适的浓度范围中促进大豆根伸长及盐胁迫耐受性。

　　

　　GmSIN1的工作模型

　　综上，该研究为同时提高大豆生长及耐盐性提供了新的思路，且GmSIN1可能是通过遗传改造获得在盐地和非盐地均增产的大豆新品种的有效靶点。

　　据悉，向凤宁课题组成员李朔讲师为论文的第一作者，已毕业博士王楠、姬丹丹、在读博士生张文晓为共同第一作者，向凤宁教授为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家转基因专项、国家自然科学基金等的资助。

　　www.plantcell.org/content/early/2019/06/21/tpc.18.00662