近日,农林工程研究院在《International Journal of Molecular Sciences》(中科院2区TOP期刊,IF=6.208)杂志发表了题为“The Glutathione S-Transferase PtGSTF1 Improves Biomass Production and Salt Tolerance through Regulating Xylem Cell Proliferation, Ion Homeostasis and Reactive Oxygen Species Scavenging in Poplar”的研究论文。
谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)在植物生长和应对非生物胁迫中发挥重要作用。然而,它们在木本植物生长发育和响应非生物胁迫的功能仍未知。本研究从毛果杨中克隆出一个Phi类谷胱甘肽S-转移酶编码基因PtGSTF1,并对其在杨树生长和耐盐性调控中的生物学功能进行了研究。荧光定量PCR分析表明该基因广泛表达于杨树的各个组织和器官中,在叶片中表达为主,同时受盐胁迫诱导表达。PtGSTF1过表达杨树表现出了更快的生长和木材发育。切片分析和显微观察表明,与对照植株相比,过表达株系的木质部显著变宽,木质部细胞数量和大小均显著增加。进一步的转录组分析表明,转基因植物中与水解酶、细胞壁修饰相关基因明显上调。除此之外,转录组和生理指标分析表明PtGSTF1通过调节Na+和K+稳态以及活性氧的清除来提高过表达株系的耐盐性。
综上,PtGSTF1通过调节转基因杨树的水解酶活性、细胞壁修饰、离子稳态和活性氧清除来提高生物产量和耐盐性。本研究解析了PtGSTF1提高杨树生长和抗盐性的分子机制,并为培育耐盐速生的杨树新品种提供新思路。
研究生郜洪胜和于春燕讲师为该论文的同等贡献第一作者,张洪霞教授和李蓓副教授为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金(No.32271909, No.31870576, No.32071733)和山东省自然科学基金(SDAIT-02-05)的资助。
论文连接:https://www.mdpi.com/1422-0067/23/19/11288
撰稿:于春燕
审核:张洪霞