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研究人员克隆玫瑰 RhHsf24 基因，发现其响应高温和盐胁迫，为玫瑰抗逆育种提供理论依据。
在花卉的世界里，玫瑰（Rosa hybrida）凭借其娇艳的姿态和迷人的芬芳，不仅成为全球重要的观赏花卉，更是香水产业不可或缺的原料，在经济和文化领域都占据着重要地位。然而，高温、高盐等非生物胁迫就像潜伏在暗处的 “杀手”，严重威胁着玫瑰的生长。在高温环境下，玫瑰细胞内的离子平衡被打破，新陈代谢减缓，花朵的绽放时间缩短；高盐土壤则会阻碍玫瑰根系对水分和养分的吸收，影响其整体生长发育，进而降低切花的品质和产量，增加种植成本。
为了帮助玫瑰抵御这些 “逆境”，来自聊城大学农学院、山东省农业科学院休闲农业研究所等单位的研究人员展开了深入探索。他们将目光聚焦在热激转录因子（Heat shock transcription factors，Hsfs）上，这类因子在植物应对各种生物和非生物胁迫中发挥着关键作用，尤其是在抵抗高温胁迫方面。此前，关于玫瑰中与非生物胁迫相关基因的研究，大多集中在 NAC 和 HB 等调控基因上，对 Hsfs 基因的研究相对较少。于是，研究人员决定克隆玫瑰中的 Hsfs 基因，深入剖析其功能，为玫瑰抗逆育种提供新的思路和基因资源。最终，他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。首先，通过 PCR 扩增技术克隆出 RhHsf24 基因。接着，利用生物信息学分析，对该基因进行了全面的剖析，包括构建系统发育树、分析蛋白质结构域等。为了探究基因编码蛋白的位置，他们进行了亚细胞定位实验。此外，采用 qRT-PCR 技术，检测基因在不同组织、不同处理条件下的表达情况。
下面来详细看看研究结果。
- RhHsf24 基因的克隆与生物信息学分析：研究人员设计引物，成功扩增出 RhHsf24 基因，其编码序列（CDS）由 888 个核苷酸组成，可编码 295 个氨基酸。通过构建系统发育树发现，RhHsf24 与拟南芥（Arabidopsis）的 AtHsfB1 亲缘关系最为密切，并且与玫瑰（Rosa rugosa）的 RrHSF24、草莓（Fragaria vesca）的 FvHSFB1a 以及鹅绒委陵菜（Argentina anserina）的 AaHSF24 聚在同一分支。进一步分析蛋白质结构域，发现 RhHsf24 含有 DNA 结合域（DBD）、寡聚化域（OD 或 HR - A/B）、核定位信号（NLS），在 C 末端还有一个抑制域（RD），这些特征表明它属于 B 类热激转录因子。
- RhHsf24 蛋白的亚细胞定位：研究人员将构建的重组载体 pSuper::1300 - GFP - RhHsf24 转化到本氏烟草（Nicotiana benthamiana）中，利用共聚焦激光扫描显微镜观察发现，对照组 pSuper::GFP 在细胞核和质膜都有绿色荧光信号，而重组载体的绿色荧光仅出现在细胞核中，这表明 RhHsf24 蛋白定位于细胞核，与其他已知的 B 类热激转录因子定位一致。
- 不同处理下玫瑰 RhHsf24 的表达特征：qRT-PCR 检测结果显示，RhHsf24 基因在玫瑰的根、茎、叶、花和芽中均有表达，其中在茎中表达量最高，在芽中表达量最低。在不同温度处理下，随着温度升高，RhHsf24 的表达呈上升趋势；在 42℃热胁迫处理不同时间的实验中，随着处理时间延长，其表达水平逐渐增加。在盐胁迫处理实验中，当盐浓度从 0 增加到 0.80% 时，叶片中 RhHsf24 的表达量逐渐上升，在 0.80% 盐浓度处理时达到峰值，之后随着盐浓度继续增加，表达量开始下降。
研究结论与讨论部分指出，本次研究成功克隆了玫瑰中的 RhHsf24 基因，明确了其属于 B 类热激转录因子，并且定位在细胞核中。通过表达分析发现，该基因在玫瑰不同组织中广泛表达，且对高温和盐胁迫都有明显响应。这意味着 RhHsf24 可能在玫瑰感知、传递和放大胁迫信号，以及调节相关功能蛋白的表达过程中发挥重要作用。虽然目前对于 B 类热激转录因子在植物抗逆过程中的具体作用机制还不完全清楚，尤其是 RhHsf24 与其他蛋白因子的相互作用以及在玫瑰抗盐胁迫中的详细机制，但这项研究为后续深入探究玫瑰的抗逆机制奠定了坚实基础，也为玫瑰抗逆育种提供了重要的基因资源和理论依据，有望推动玫瑰产业的可持续发展，培育出更能适应恶劣环境的玫瑰品种，让玫瑰在各种逆境中依然绽放美丽。
