红麻GRF-GIF转录模块的全基因组解析揭示其在植物发育与多重胁迫适应中的核心作用

来自国内的研究人员针对红麻（Hibiscus cannabinus）中未解析的生长调控因子（GRFs）及其互作因子（GIFs）展开研究，系统性鉴定了33个HcGRF和7个HcGIF基因，通过启动子顺式元件、RNA-Seq及qRT-PCR分析揭示了其在叶片和芽中的特异性表达模式（如HcGRF21表达量达叶片14.7倍），并证实HcGRF3/HcGRF21/HcGIF1通过核定位参与盐旱胁迫响应。VIGS和转基因拟南芥实验表明，这些基因的沉默降低抗逆性而过表达增强耐受性，为红麻抗逆育种提供新靶点。

　　

生长调控因子（Growth Regulatory Factors, GRFs）作为植物生长、发育和胁迫响应的关键调控者，与GRF互作因子（GRF-interacting factors, GIFs）协同发挥转录共激活功能。尽管已在多种植物中被表征，红麻（Hibiscus cannabinus L.）中的GRF和GIF家族仍属研究空白。本研究首次从红麻基因组中系统鉴定出33个HcGRF和7个HcGIF基因，系统发育分析将HcGRF划分为10个亚组（其中F分支含11个成员），HcGIF则归为3个亚组。

启动子顺式元件分析显示，HcGRF和HcGIF的启动子区域富含非生物胁迫响应元件、光响应元件及激素响应元件。基于RNA-Seq数据的组织特异性表达谱揭示，多数HcGRF（尤其是HcGRF3和HcGRF21）及HcGIF1在叶片和芽中显著富集，其中HcGRF3、HcGRF21和HcGIF1的表达量分别达到叶片基准的5倍、14.7倍和11.3倍，暗示其在生长调控中的核心作用。

铬、盐、镉和干旱胁迫下的全转录组分析表明这些基因存在时空表达异质性。qRT-PCR验证发现，HcGRF3在盐/干旱胁迫下表达量逐步上升，而HcGRF21和HcGIF1则在12小时达到峰值。亚细胞定位实验证实这些基因定位于细胞核。通过病毒诱导基因沉默（VIGS）和转基因拟南芥的功能验证表明，基因沉默会削弱红麻的耐盐旱性，而过表达植株则表现出更强的胁迫耐受性。这些发现为解析红麻GRF-GIF模块在生长发育及非生物胁迫适应中的分子机制提供了全新视角。