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夏光敏课题组在小麦耐盐机制研究中取得重大进展
作者:网站编辑   时间:2014-03-11   点击数:

近期,生命科学学院夏光敏教授课题组在小麦耐盐研究领域取得重大突破,并作为独立完成单位在植物学顶级刊物《PlantCell》及植物学三大著名期刊之一《PlantPhysiology》上发表三篇论文。

小麦是最重要的粮食作物之一,但日益严重土壤盐渍化严重影响了小麦产量,因而解析小麦耐逆机制、培育耐盐抗旱小麦品种具有重大战略意义。夏光敏教授创建了通过非对称体细胞杂交方法创制小麦渐渗系新技术,并成功培育了小麦耐盐抗旱新品种山融3号和耐盐碱新品系盐鉴14号。利用转录组和蛋白质组方法,发现氧化稳态调控和alpha-亚麻酸途径在山融3号耐盐抗旱调控网络中处于核心位置,结果发表在蛋白质组学领域排名第一的刊物《Molecular and Cellular Proteomics》上。近年来,以山融3号为对象,系统研究了小麦的耐盐机制,取得了一系列研究成果。

结合正向遗传学和反向遗传学手段,鉴定了山融3号耐盐主效候选基因TaSRO1。TaSRO1编码一个多聚腺苷酸二磷酸核糖基聚合酶(PARP),该酶在识别DNA损伤以及DNA损伤修复中起重要作用。山融3号中该基因发生了等位变异,使PARP酶活性明显提高。TaSRO1通过调控氧化还原稳态和提高基因组损伤修复能力促进生长发育、增强耐盐能力。相关成果发表在《Plant Cell》上(A Wheat SRO Gene Enhances Seedling Growth and Abiotic Stress Resistance via Modulating Redox Homeostasis and Maintaining Genomic Integrity, 2014, 26:164-180)。国际小麦基因组测序协会(International Wheat Genome Sequencing Consortium, IWGSC)第一时间做了宣传报道。刘栓桃博士、刘树伟副教授和王美教师为共同第一作者。

alpha-亚麻酸代谢途径包括重要植物激素茉莉酸合成及OPRI催化代谢两个分支,但是该途径在植物耐盐中的作用机制还未见报道。该课题组鉴定了这两个分支的关键基因TaAOC1和TaOPR1,发现它们分别通过茉莉酸和ABA信号通路调控耐逆关键转录因子MYC2提高耐盐能力。该研究首次证明了茉莉酸在植物耐盐中的作用,并发现同一代谢途径不同分支可通过不同的信号通路提高耐盐性。相关成果在PlantPhysiology上发表2篇论文(WheatOxophytodienoateReductaseGeneTaOPR1ConfersSalinity Tolerance via Enhancement ofAbscisicAcid Signaling and Reactive Oxygen Species Scavenging, 2013, 161, 1217-1228; A wheatalleneoxidecyclasegene enhances salinity tolerance viajasmonatesignaling, 2014, 164(2):1068-1076)。董蔚博士、赵阳博士和王勐骋副教授为共同第一作者。

值得注意的是,这是PlantCell上第一次发表我国关于小麦功能基因及作用机制研究的论文。植物学领域的三大期刊(PlantCell、PlantJournal和PlantPhysiology)自2013年以来一共发表了13篇小麦研究论文,其中夏光敏课题组占3篇。(王萌)

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