OsCaM1-OsCAMTA1模块通过调控OsDREB1B/OsCML16转录级联增强水稻耐盐性的分子机制

研究人员通过分子遗传学、生化和生理学分析，揭示了OsCaM1/2/3与OsCAMTA1/2/4/6在Ca2+依赖下的特异性互作机制。研究发现OsCaM1-OsCAMTA1模块通过激活下游靶标OsDREB1B和OsCML16的转录活性，协同调控OsZFP179、OsP5CS等关键基因表达，显著提升水稻幼苗耐盐性。该研究为培育耐盐水稻品种提供了重要分子靶点。

　　

盐胁迫会引发植物细胞质钙离子(Ca²⁺)浓度波动，激活钙调素(CaM)信号通路。作为该通路的关键调控因子，钙调素结合转录激活因子(CAMTA)家族在非生物胁迫响应中发挥重要作用。然而，水稻中Ca²⁺/CaM如何特异性调控OsCAMTAs家族成员介导耐盐性的机制尚不明确。

通过多学科交叉研究，科研人员首次证实OsCaM1/2/3能在Ca²⁺存在条件下与OsCAMTA1/2/4/6发生特异性互作。转基因实验显示，过表达OsCaM1-1和OsCAMTA1能显著增强水稻耐盐性。RNA-seq分析揭示OsCAMTA1通过协调Ca²⁺结合、激素响应、转录调控等多条通路来正向调控耐盐性。

双荧光素酶报告系统(LUC)检测发现，OsCaM1能激活OsCAMTA1对下游靶基因OsDREB1B和OsCML16的转录调控。这两个靶基因均能正向调控水稻幼苗耐盐性。转录组分析进一步显示，在盐胁迫下：OsCAMTA1与OsDREB1B共同调控OsZFP179、OsMST4和Oshox22；而OsCAMTA1与OsCML16则协同调控OsP5CS、OsABI5-1和OsHAK24的表达。

这项研究创新性地解析了OsCaM1-OsCAMTA1模块通过OsDREB1B/OsCML16转录级联调控水稻耐盐性的分子机制，为培育适应盐碱地种植的水稻新品种提供了重要理论依据和基因资源。