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烟草抗旱新机制:NtLYK5基因通过H2O2介导的气孔运动负调控干旱胁迫响应
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月30日 来源:Plant Cell Reports 4.5
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为解决烟草幼苗期干旱胁迫导致的存活率下降问题,研究人员通过WGCNA、VIGS和RNA-seq技术,发现未知基因NtLYK5通过抑制H2O2产生和激活CAT酶活性,负调控MAPK通路相关基因(如ANP1),进而影响气孔关闭。该研究为作物抗旱育种提供了新靶点。
烟草(Nicotiana tabacum)作为对水分敏感的重要经济作物,其幼苗期干旱会显著影响移栽存活率。本研究以"NC82 × Bina No. 1"杂交F7代重组自交系(RILs)为材料,通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)从抗旱/敏品系转录组中挖掘出关键候选基因NtLYK5。病毒诱导基因沉默(VIGS)实验证实,抑制NtLYK5表达可提升烟草抗旱性,同时降低过氧化氢(H2O2)积累并提高过氧化氢酶(CAT)活性。
转录组分析揭示,NtLYK5介导的抗旱相关差异表达基因(DEGs)显著富集于MAPK信号通路。在干旱胁迫下,H2O2作为信号分子调控ANP1等基因表达,诱导H2O2异常积累和细胞死亡,导致气孔开闭失调。这项研究首次阐明NtLYK5通过"H2O2-气孔运动"轴负调控烟草抗旱性的分子机制,为理解植物逆境响应提供了新视角。
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