编辑推荐：
干旱和盐胁迫严重影响苹果产量与品质。研究人员开展了苹果 TLP7（MdTLP7）及其互作基因调控苹果响应干旱和盐胁迫的研究。结果发现 MdTLP7 能提高苹果抗旱耐盐性。该研究为苹果种植及相关研究提供理论依据。
在大自然的舞台上，苹果是深受人们喜爱的重要水果，为我们的餐桌增添了丰富的营养。然而，苹果的生长并非一帆风顺，干旱和盐胁迫这两大 “敌人” 常常阻碍着它们的茁壮成长，严重影响苹果的产量和品质。此前，虽然发现 Tubby-like 蛋白（TLPs）在植物应对非生物胁迫中发挥着重要作用，但具体的调控机制却像一团迷雾，让人捉摸不透。为了揭开这层神秘的面纱，探索苹果抗逆的奥秘，山东理工大学生命科学与医学学院的研究人员勇挑重担，开展了一项关于苹果 TLP7（MdTLP7）及其互作基因调控苹果响应干旱和盐胁迫的研究。最终，他们的研究成果发表在《BMC Plant Biology》杂志上，为苹果种植及相关研究带来了新的曙光。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先，通过 RNA 测序（RNA-seq）分析 MdTLP7 过表达对苹果基因转录的影响；接着，利用 DNA 亲和纯化测序（DAP-seq）确定 MdTLP7 的 DNA 结合位点；然后，借助酵母双杂交筛选（Yeast Two-Hybrid screening）、双分子荧光互补实验（BiFC）寻找与 MdTLP7 相互作用的蛋白；最后，采用定量实时 PCR（qRT-PCR）对关键基因的表达进行验证。
研究结果如下：
- MdTLP7 提高苹果的耐盐和耐旱性：研究人员构建了 MdTLP7 过表达的苹果愈伤组织（OE），并与野生型（WT）进行对比。在含有 6% PEG6000 模拟干旱和 150mmol/L NaCl 模拟盐胁迫的培养基上，OE 的生长状态明显优于 WT。OE 中丙二醛（MDA）含量显著降低，脯氨酸含量显著升高，这表明 MdTLP7 能协助苹果在盐和干旱条件下维持正常生理状态，增强了苹果愈伤组织对干旱和盐胁迫的耐受性。
- 转录组分析：对 OE 和 WT 样本进行 RNA-seq，发现 MdTLP7 过表达影响了大量基因的转录。在 WT 和 OE 之间，共鉴定出 3668 个差异表达基因（DEGs），这些基因主要富集在次生代谢产物合成、植物激素信号转导和氨基酸代谢等途径。在干旱和盐胁迫处理下，也分别鉴定出大量差异表达基因，且这些基因涉及不同的代谢途径，说明 MdTLP7 在干旱和盐胁迫下对苹果基因表达有显著影响。
- MdTLP7 具有 DNA 结合活性：酵母单杂交实验表明 MdTLP7 无自激活活性，而 DAP-seq 实验发现 MdTLP7 在苹果基因组中有 2221 个结合位点，主要结合在基因的远端基因间区（55.07%）和启动子（27.42%）区域，并且能特异性识别和结合包含多个腺嘌呤（A）碱基序列的基序。对其启动子结合位点相关基因的 KEGG 富集分析显示，这些基因参与光合作用天线蛋白、膦酸酯和次膦酸酯代谢以及氨基酸生物合成等途径。
- MdTLP7 与 MdNAC72L 在细胞核中相互作用：通过酵母双杂交筛选，研究人员发现了 1196 个与 MdTLP7 相互作用的苹果核蛋白，其中包括 25 个转录因子。进一步研究确定 NAC72L 是 NAC 家族中的核心调节因子，其表达受干旱和盐胁迫显著影响。BiFC 实验证实 MdTLP7 与 MdNAC72L 在体内存在物理相互作用。
- MdTLP7 和 MdNAC72L 正调控 MdHsp70-8 和 MdAGP：结合 DAP-seq 和 RNA-seq 结果，研究人员发现 MdHsp70-8 和 MdAGP 在 MdTLP7 过表达及干旱和盐胁迫处理后表达上调。qRT-PCR 验证了这一结果，并且 DNA-pull down 实验表明 MdTLP7 能与 MdHsp70-8 和 MdAGP 的启动子区域结合，从而调控它们的表达。
- 过表达 MdHsp70-8 和 MdAGP 增强苹果愈伤组织的耐盐和耐旱性：研究人员构建了过表达 MdHsp70-8、MdAGP 以及两者共过表达的苹果愈伤组织。在干旱和盐胁迫条件下，这些过表达愈伤组织的生长状态均优于 WT，MDA 和 H2O2含量显著降低，表明 MdHsp70-8 和 MdAGP 能增强苹果愈伤组织对干旱和盐胁迫的耐受性。
研究结论和讨论部分指出，MdTLP7 能增强苹果对干旱和盐胁迫的耐受性，其作用机制为：MdTLP7 接收干旱或盐胁迫信号后转移到细胞核，与核蛋白 MdNAC72L 相互作用，进而结合到 MdHsp70-8 和 MdAGP 的启动子区域，增强这两个基因的表达，最终提高苹果对干旱和盐胁迫的耐受性。该研究首次揭示了 MdTLP7 在苹果应对干旱和盐胁迫中的分子机制，为深入理解 TLP 在植物中的功能提供了新的视角，也为苹果抗逆品种的培育和种植提供了重要的理论基础，为果树抗逆研究领域注入了新的活力，让我们在提高植物抗逆性的道路上迈出了坚实的一步。
