2021年2月13日✨,Plant, Cell & Environment 雜誌(IF=6.36)在線發表了河北農業大學孫鑫博副教授和美國克萊姆森大學羅宏教授為通訊作者的題為“A chloroplast heat shock protein modulates growth and abiotic stress response in creeping bentgrass”的研究論文👨🏻🦼,報道了葉綠體小熱激蛋白HSP26.8通過調控生長素信號途徑和不同脅迫響應途徑調控了草坪草匍匐翦股穎的生長發育和脅迫響應🛴。
匍匐翦股穎(Agrostis stolonifera L.),是一種常見的冷地型草坪草,主要應用在我國氣候冷涼地帶。它能夠形成致密的草坪,耐低修剪👰🏿♂️,特別適合用作高質量的草坪🫶,但耐熱性差是限製其廣泛應用的一個瓶頸。熱激蛋白(Heat shock proteins, HSPs)是一類受高溫誘導表達的蛋白,它是很多高溫響應轉錄因子的靶基因,在植物響應高溫和其他環境脅迫中具有重要作用👧。因此🐇🤦🏿♀️,挖掘匍匐翦股穎高溫脅迫響應途徑的關鍵基因,深入研究其生物學功能🖊,對了解匍匐翦股穎高溫脅迫響應具有重要意義。
本研究通過農桿菌介導的遺傳轉化獲得了過表達小熱激蛋白HSP26.8的轉基因匍匐翦股穎植株。結果顯示,過表達HSP26.8能夠顯著抑製匍匐翦股穎根系的生長進而導致整個植株生長緩慢,轉錄組結果表明,INDOLE-3-ACETIC ACID INDUCIBLE(IAA)和Auxin Response Factors(ARF)家族多個成員基因顯著下調。過表達HSP26.8的匍匐翦股穎植株還表現出抗熱性和抗鹽性下降而抗旱性有所提升🙎♀️。轉錄組數據顯示,過表達匍匐翦股穎中參與植物逆境脅迫相關基因表達下調,說明HSP26.8通過參與調控HSF途徑,SOS途徑以及ABA信號途徑來調控匍匐翦股穎的抗逆性🖖🏿。該研究豐富了我們對植物HSP生物學功能多樣性的認識🤸🏽。
該研究受到國家自然科學基金(31701955)🌊,河北省自然科學基金優秀青年基金(C2018204056),河北省教育廳青年拔尖人才計劃(BJ2017053)和美國農業部生物技術風險評估基金項目(2019-33522-30102)的支持。