转录因子CbbHLH147通过调控黄酮代谢增强樟树耐碱胁迫的分子机制

为解析植物耐碱胁迫的分子机制，研究人员以樟树(Cinnamomum bodinieri)转录因子CbbHLH147为研究对象，通过转基因拟南芥模型和转录组分析，发现该基因通过上调CHS、DFR等黄酮代谢关键基因表达，显著增强植物耐碱性。该研究为作物抗逆育种提供了新靶点。

　　

土壤盐碱化已成为威胁全球农业生产的严峻问题，约20%灌溉农田和7%陆地面积受影响，中国盐碱地面积更达8110万公顷。其中碱性胁迫主要由Na₂CO₃和NaHCO₃等引起，会破坏植物离子平衡、抑制光合作用并诱发氧化损伤。樟树作为重要经济树种，其耐碱机制尚未明确。前期转录组发现bHLH家族转录因子CbbHLH147在碱胁迫下显著上调，暗示其可能参与应激响应。

宿迁学院的研究团队通过基因克隆、拟南芥遗传转化和转录组测序等技术，系统解析了CbbHLH147的功能机制。研究发现该基因编码的碱性亲水蛋白定位于细胞核，在樟科植物中高度保守。过表达株系(T147)表现出更强的碱耐受性，转录组分析揭示其通过激活黄酮代谢途径关键基因（如CHS、DFR、UGT78D1等），同时抑制光合作用、谷胱甘肽代谢等通路来应对胁迫。

关键技术包括：从60 cm高樟树幼苗克隆CbbHLH147基因；构建pCAMBIA1302重组载体转化拟南芥；采用150 mM NaHCO₃模拟碱胁迫进行表型分析；Illumina测序平台进行转录组差异基因筛选。

【Cloning and recombinant vector construction】
PCR扩增获得588 bp的CbbHLH147编码序列，编码195个氨基酸。ProtParam预测显示其分子量为21.30 kDa，等电点11.56，属于碱性亲水蛋白。亚细胞定位预测显示其可能定位于细胞核。

【Physicochemical analysis】
系统进化分析表明CbbHLH147与月桂科植物同源蛋白聚为一支，暗示其在非生物胁迫适应中的保守功能。跨膜结构域和信号肽分析证实其为非分泌蛋白。

【Transcriptome profiling】
T147与野生型(WT)的差异表达基因(DEGs)分析显示，黄酮生物合成途径基因AT5G13930(CHS)、AT5G42800(DFR)等显著上调，而光合作用天线蛋白、谷胱甘肽代谢等相关基因下调。KEGG富集发现氮代谢、花青素合成等通路被激活。

【Discussion】
研究首次证实CbbHLH147通过"黄酮代谢-抗氧化"轴增强耐碱性。与葡萄VvbHLH1类似，该转录因子可能通过调控次级代谢产物缓解氧化损伤。不同于已知的bHLH蛋白（如ZmbHLH55通过抗坏血酸途径），CbbHLH147展现了新的调控模式。

【Conclusion】
该研究揭示了樟树应对碱胁迫的新机制：CbbHLH147通过协调黄酮代谢重编程和光合作用抑制来维持细胞稳态。这不仅丰富了植物逆境响应的理论体系，也为分子育种提供了候选基因。后续可进一步验证其下游靶基因的调控网络。