转自植物生物学

       2021年4月19日，Plant Physiology在线发表了青岛农业大学园艺学院赵强副教授与湖南省烟草研究所首席专家、研究员胡日生等合作完成的题为“Tobacco transcription factor bHLH123 improves salt tolerance by activating NADPH oxidase NtRbohE expression”研究论文，揭示了烟草bHLH转录因子NtbHLH123作为正调控因子和分子开关，以调控盐胁迫响应的Rboh依赖性机制。

 

       在植物中，由呼吸爆发氧化酶同系物（Rboh）基因表达产生的活性氧（ROS）是胁迫响应的重要调节信号。但是，目前对于植物如何通过Rboh来源的ROS信号通路来适应盐胁迫的机制还不清除。

 

       本研究发现NtRbohE基因的表达受盐胁迫处理的显著诱导，GUS活性分析显示，该基因启动子上的一段400bp序列在盐胁迫响应中起关键作用。为鉴定参与调控盐胁迫下NtRbohE表达的转录因子，利用酵母单杂筛选以及电泳迁移率实验和染色质免疫共沉淀验证发现，bHLH转录因子NtbHLH123与NtRbohE启动子结合。

 

       表型分析结果显示，NtbHLH123过表达烟草株系对盐胁迫的耐受性增强，而NtbHLH123沉默植株对盐胁迫的耐受性降低，表明NtbHLH123正调控烟草耐盐性（图1）。

 

图1. NtbHLH123过表达增强了烟草的盐胁迫耐受性

 

       为解析NtbHLH123是否能激活NtRbohE的表达，LUC活性检测结果显示，NtbHLH123通过与NtRbohE启动子上的E-box基序结合来激活其表达。在盐胁迫处理早期阶段，NtRbohE的表达和ROS含量在NtbHLH123过表达株系中显著上升，随后下降，而在NtbHLH123沉默株系中无此表达上升和降低趋势。表明ROS在盐胁迫响应早期的产生与NtbHLH123有关。

 

       遗传表型分析发现在35S::NtbHLH123背景中敲除NtRbohE会导致ROS清除和盐胁迫相关基因的表达以及耐盐性降低，这表明NtbHLH123对烟草耐盐性的调控依赖于NtbHLH123-NtRbohE信号转导途径（图2）。此外，本研究结果显示在盐胁迫处理的后期阶段，ROS 在NtbHLH123沉默植株中过度积累，ROS清除相关酶的活性较对照显著降低，而NtbHLH123过表达能够清除过多的ROS，且增加了ROS清除相关酶的活性，这表明NtbHLH123对耐盐性的增强作用部分是通过正调控抗氧化酶介导的ROS清除实现的。

 

 图2. NtRbohE对于NtbHLH123介导的耐盐性是必需的

 

       该研究得到了湖南省烟草公司科技项目、中科院农业科技创新项目、山东省政府、山东省自然科学基金等项目的资助。

 

原文链接：