红麻环核苷酸门控通道基因HcCNGC27的双重功能:增强植物抗旱性并调控开花时间

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Molecular Genetics and Genomics 2.3

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  为解决非模式作物红麻中环核苷酸门控通道(CNGC)基因功能未知的问题,研究人员通过病毒诱导基因沉默(VIGS)和拟南芥过表达技术,揭示了HcCNGC27通过ROS清除和渗透调节增强抗旱性,并通过调控FT/SOC1/FLC通路延迟开花的双重机制,为作物抗逆育种提供新靶点。

  

红麻(Hibiscus cannabinus L.)作为一种抗逆性极强的韧皮纤维作物,其环核苷酸门控通道(CNGC)基因家族的功能一直未被充分解析。最新研究发现,定位于细胞膜上的HcCNGC27基因展现出令人惊喜的双重调控能力。

该基因在红麻各组织中广泛表达,尤其在花朵中表现活跃,且能被干旱胁迫显著诱导。当研究人员通过病毒诱导基因沉默(VIGS)技术敲低HcCNGC27时,红麻植株不仅出现矮化表型,其抗旱能力也大幅削弱——抗氧化酶活性降低、活性氧(ROS)大量积累、渗透调节物质减少,相关应激基因表达量骤降。

而在拟南芥中过表达该基因则呈现截然不同的景象:植株展现出更强的抗旱性,保护酶系统高效运转,ROS清除能力提升,渗透调节能力增强,叶绿素含量增加,死亡率降低。更有趣的是,这些转基因拟南芥的开花时间明显延迟,分子检测显示开花促进基因AtFT和AtSOC1表达受抑,而开花抑制基因AtFLC则显著上调。

这项研究首次揭示HcCNGC27通过"双管齐下"的机制——一方面通过增强ROS清除和渗透调节能力来应对干旱胁迫,另一方面可能通过调控FT/SOC1/FLC开花途径来延迟开花,为作物抗逆性和生育期调控的协同改良提供了新的分子靶点。

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