中科院两PI携手权威杂志发表两篇论文

　　

生物通报道  近期来自中国科学院遗传与发育生物学研究所陈受宜和张劲松课题组展开合作，在大豆NAC基因调控胁迫反应及乙烯信号转导调控盐胁迫反应研究中取得突破性进展，相关研究论文分别发表在《Plant Journal 》和《Plant Cell Environ》杂志上。

Soybean NAC transcription factors promote abiotic stress tolerance and lateral root formation in transgenic plants.The Plant Journal.DOI: 10.1111/j.1365-313X.2011.04687.x

大豆是我国重要的粮食作物和经济作物，是高品质蛋白和油脂的主要来源之一。低温、干旱、高盐等非生物胁迫因素严重影响了大豆的产量和品质。因此研究大豆基因在非生物胁迫信号传导途径中的作用，对于改善大豆的非生物胁迫耐受性和增加大豆产量具有非常重要的意义。

NAC（NAM，ATAF1/2，CUC1）基因家族是植物特有的转录因子家族，其蛋白序列的N端具有保守的NAC结构域，迄今为止，有关NAC家族成员生物功能的研究已涉及植物生长发育、生物防御、非生物胁迫反应及细胞形态建成等方面。

研究人员以栽培大豆（Glycine max）为实验材料，研究NAC类蛋白的生化特性及其与非生物胁迫之间的关系。从大豆54个NAC基因类似物中筛选到15个基因响应一种或多种非生物胁迫信号,并对GmNAC11和GmNAC20做进一步研究。结果表明，GmNAC11和GmNAC20被多种非生物胁迫和激素信号诱导；绿色荧光蛋白GFP亚细胞定位分析显示，GmNAC11和GmNAC20均定位于细胞核；凝胶阻滞电泳分析表明，GmNAC11和GmNAC20均可结合CGT[G/A]为基序的DNA序列；利用酵母和原生质体系统分析其转录活性，说明 GmNAC11具有转录激活活性而GmNAC20具有转录抑制活性。

在拟南芥中过量表达GmNAC11和GmNAC20，发现转GmNAC11的植株的耐盐性明显高于野生型，而转GmNAC20植株不仅提高了耐盐性，其抗冻性也明显提高，同时还促进了侧根的发育。GmNAC11和GmNAC20可结合DREB1A基因的启动子调控DREB1A及其它基因的表达从而提高植物耐逆性。GmNAC20参与调控的非生物胁迫信号通路可能与生长素信号通路有交叉反应。也应用大豆毛状根转化系统分析了这两个基因在大豆根系耐逆中的作用,发现两个基因的过表达均可影响根的生长同时不同程度地提高了根系的耐盐性。

这项研究受到国家973，863和转基因专项资助.

EIN2 regulates salt stress response and interacts with a MA3 domain-containing protein ECIP1 in Arabidopsis.Plant Cell Environ. 2011 Jun 1. doi: 10.1111/j.1365-3040.2011.02363.x.

乙烯是植物体内一种重要的气态激素，调控了植物生长发育的多个方面。然而，乙烯信号在盐胁迫反应中的作用还知之甚少。我们在以前的研究中发现，拟南芥乙烯信号突变体etr1和ein2-1对盐胁迫超级敏感。本文进一步研究了乙烯信号通路中的膜蛋白EIN2在盐胁迫下的功能，并筛选得到了一个与EIN2相互作用的蛋白ECIP1。

ein2-1和ein2-5均为EIN2的功能缺失突变体。在盐胁迫下， ein2-1的种子萌发率低于野生型，幼苗也为盐敏感表型，可能由于盐胁迫下ein2-1具有更高的相对离子渗露及离子平衡改变所致。过量表达EIN2的COOH端能抑制ein2-5的盐敏感性，表明EIN2在盐胁迫中起着正调节的作用。此外，我们发现乙烯信号通路中EIN2下游转录因子双突变体ein3-1 eil1-1在盐胁迫下表现为盐敏感。

进一步通过CytoTrap酵母双杂交技术，得到了一个和EIN2的COOH相互作用的蛋白ECIP1。ECIP1含有4个重复的MA3结构域。ECIP1也能和乙烯受体ETR2和EIN4的COOH端相互作用，表明ECIP1可能作为一个信号组分，在乙烯受体和EIN2之间起作用。ECIP1的功能缺失突变体ecip1-1和 ecip1-2导致种子萌发盐敏感性的增加，但提高了幼苗的耐盐性。这两个突变体对乙烯处理过敏感，具有早开花的表型。双突变体ecip1 ein2-1在乙烯反应和盐胁迫中表现了与ein2-1类似的表型，但是在影响子叶大小和开花时间上ein2-1和ecip1具有协同的效应。进一步的双突变体分析表明ecip1部分抑制了etr2-1和ein4-1乙烯不敏感表型。这些研究表明ECIP1可能与EIN2和II类受体互作调控乙烯反应和盐胁迫反应。

这项研究受国家自然科学基金，科学院项目和转基因专项资助。

（生物通：何嫱）

作者简介：

陈受宜

女，荣誉研究员，博士生导师。

该实验室主要研究方向是植物对逆境应答的分子机制和大豆基因组学。

陈受宜研究员出生于1940年。1963年毕业于北京大学生物系生物化学专业，1963－1989在中科院生物物理研究所工作，1981－1982和1982－1984分别在美国哥伦比亚大学生物系和纽约公共卫生研究所任访问学者。1989－1999在中科院遗传研究所任副研，副所长；研究员，所长。1999－至今任研究员.1990年获中科院科技进步一等奖并受国家教委和劳动人事部表彰为归国有贡献的中青年科学家。1995年获中科院巾帼英雄奖及优秀教师奖；2000年获中科院华为奖教金；2004年获973项目完成先进个人奖；2005年获山东省科学技术奖二等奖和中科院第二届“十大杰出妇女”提名奖；2006年获中科院研究生院优秀教师荣誉称号，2007年获教育部科技进步一等奖。为第八、九、十届全国政协委员。

张劲松

博士，研究员，博士生导师。

1986年在北京大学生物系获学士学位，1991年在北京大学生物系获博士学位。1991－1994年，中科院遗传所工作。1994－1997年，美国堪萨斯州立大学博士后研究。1998－2001年，中科院遗传所副研究员。2002－2005年，中科院遗传发育所副研究员。2006年，中科院遗传发育所研究员。2009年获得国家杰出青年基金资助。主持或参与多项国家973，863，转基因专项及自然科学基金项目。申请专利10余项，发表SCI论文50余篇。