以XND1为中心的网络通过整合拟南芥根木质部的可塑性和Na+的释放机制来调节植物的耐盐性

《Proceedings of the National Academy of Sciences》：XND1-centered network regulates salt tolerance by integrating root xylem plasticity and Na+ unloading in Arabidopsis

XND1通过调控木质部发育和钠转运蛋白HKT1的表达增强植物盐胁迫耐受性，揭示了木质部在离子稳态中的关键作用。

　　

重要性

尽管木质部是植物长距离运输的主要通道，但其在调节离子平衡和耐盐性方面的潜在作用尚未得到充分研究。在这里，我们证明了转录因子XND1（木质部NAC结构域1）通过影响木质部的结构和功能来调控植物的耐盐性，从而强调了木质部在盐胁迫响应中的重要作用。特别是，我们的研究发现了一个以XND1为中心的调控网络，该网络通过整合根木质部的发育可塑性和钠的排出机制来协调植物的盐胁迫响应。这些发现揭示了这两个过程之间之前未被认识到的遗传联系，并为培育耐盐作物提供了理论依据。

摘要

土壤盐碱化已成为全球作物生产面临的一个重大挑战。木质部通过可塑性发育以及由钠转运蛋白HKT1介导的根木质部中钠的排出，对控制植物的钠运输和耐盐性起着关键作用。本研究报道，拟南芥中的木质部NAC结构域1（XND1）在盐胁迫响应过程中参与了这两个过程的协调。XND1在盐胁迫条件下主要在根部积累，并赋予植物耐盐性，这一结论通过过表达和功能缺失突变体的分析得到证实。XND1在盐胁迫下会促进根原木质部的不连续分化，可能限制钠的运输。此外，XND1直接调控HKT1的表达，从而促进根木质部中钠的排出。我们还发现，MYB转录因子MYBS2与XND1相互作用，拮抗性地调节HKT1的表达；而NAC转录因子VND-INTERACTING 2（VNI2）则在盐胁迫条件下激活XND1的表达。对水稻中XND1同源物的研究也表明其在盐胁迫下的调控作用具有保守性。总体而言，我们的研究揭示了一个以XND1为中心的调控网络，该网络通过整合根木质部的发育可塑性和钠的排出机制来调节植物的盐胁迫响应。