苹果砧木耐盐关键基因MdNCL4的鉴定及其在钠离子转运中的功能解析

为解决植物耐盐性育种中钠离子(Na+)转运机制不清的问题，研究人员通过全基因组筛选鉴定出苹果砧木中97个Na+/K+转运相关基因，发现Na+/Ca2+交换体样蛋白4(MdNCL4)在盐胁迫下呈现最强诱导表达。该基因定位于质膜，能通过异源表达恢复酵母Na+外排缺陷，并与NAC69、DHN1等耐盐基因共表达，为苹果砧木耐盐育种提供新靶点。

　　

植物钠离子(Na⁺)转运过程直接影响其耐盐性表现。科研团队通过对苹果(Malus domestica)开展全基因组扫描，从6个转运蛋白家族中鉴定出97个Na⁺/K⁺转运相关基因。高盐胁迫条件下，根部有12个基因显著上调，其中Na⁺/Ca²⁺交换体样蛋白4(MdNCL4)表现出最强烈的盐应激响应和最高的根组织特异性表达模式。

在拟南芥原生质体中的亚细胞定位实验显示，MdNCL4蛋白精准定位于质膜。更令人振奋的是，该基因在酵母Na⁺外排突变体中的异源表达成功恢复了其钠离子转运功能，证实MdNCL4能将细胞质中的Na⁺泵出到胞外空间。基因共表达网络分析进一步揭示，MdNCL4与多个已知耐盐基因存在协同表达关系，包括NAC转录因子(NAC69)和脱水素1(DHN1)。这些发现不仅深化了对植物Na⁺转运机制的认识，更为苹果砧木耐盐品种选育提供了重要分子靶标。