MicroRNA164通过靶向NAC转录因子调控矮牵牛种子萌发过程中热和盐胁迫响应的分子机制

本研究针对植物如何应对热和盐胁迫这一关键科学问题，通过构建MIR164过表达（MIR164-ox）和抑制（miR164-STTM）的矮牵牛转基因株系，结合全基因组NAC家族分析，揭示了miR164-NAC模块在胁迫响应中的调控机制。研究发现miR164通过差异调控NAC06和NAC39/54等靶基因，分别增强热胁迫耐受性和降低盐胁迫耐受性，为作物抗逆育种提供了新靶点。

　　

随着全球气候变化加剧，高温和土壤盐渍化已成为制约农业生产的主要非生物胁迫因素。植物在长期进化过程中形成了复杂的胁迫响应网络，其中微小RNA（microRNA）作为关键的转录后调控因子发挥着重要作用。然而，关于miR164如何通过其靶基因调控不同胁迫响应的分子机制尚不清楚，特别是在观赏植物矮牵牛中缺乏系统研究。佛罗里达大学的研究团队在《Horticulture Advances》发表的研究，首次揭示了miR164通过差异调控NAC转录因子家族成员，从而协调矮牵牛对热和盐胁迫的适应性响应。

研究采用转基因技术构建MIR164过表达和抑制株系，结合生物信息学分析鉴定矮牵牛NAC基因家族成员，通过表型观察、qRT-PCR和启动子分析等技术手段，系统解析了miR164-NAC模块的调控机制。

在"Manipulating MIR164 alters germination and post-germination stress responses in petunia"部分，研究发现MIR164-ox株系在热胁迫下表现出更强的耐受性，而miR164-STTM株系则对盐胁迫更具抗性，表明miR164对不同胁迫的调控具有特异性。

"miR164 exhibits high conservation and stress-responsive expression"显示，miR164序列在植物中高度保守，且在热胁迫下上调表达，在盐胁迫下下调表达，这种差异表达模式与其功能特异性相关。

"Phylogenetic analysis reveals conservation and divergence of NAC genes in petunia"通过全基因组分析鉴定了矮牵牛80-91个NAC基因，系统发育分析将其分为9个进化枝，为理解NAC基因功能分化提供了框架。

"miR164 differentially regulates NAC genes under heat and salinity stress conditions"部分发现，NAC06在热胁迫下受miR164负调控，而NAC39和NAC54在盐胁迫响应中起关键作用，揭示了miR164-NAC模块的胁迫特异性调控机制。

该研究不仅阐明了miR164通过靶向不同NAC基因调控胁迫响应的分子机制，还为作物抗逆育种提供了新的理论依据和基因资源。特别值得注意的是，研究发现miR164对热和盐胁迫的调控作用相反，这一发现对理解植物协调响应多种胁迫的机制具有重要意义。研究采用的跨物种蛋白互作网络分析策略，也为其他非模式植物的基因功能研究提供了方法学参考。这些发现将有助于开发新的分子育种策略，培育适应气候变化的观赏和农作物新品种。