《Journal of Integrative Agriculture》：The HD-Zip transcription factor MsHDZ37 confers stress tolerance in alfalfa by directly activating
MsBGLU13 and
MsSGR1
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摘要HD-Zip（HDZ）蛋白在调控植物生长、发育以及对环境因素的响应中起着关键作用。然而，它们在非生物胁迫条件下对牧草作物的影响仍不明确。在本研究中，我们从紫花苜蓿（Medicago sativa）的基因组中成功鉴定出了42个HDZ基因，这些基因在不同组织以及不同非生物胁迫条件
摘要
HD-Zip（HDZ）蛋白在调控植物生长、发育以及对环境因素的响应中起着关键作用。然而，它们在非生物胁迫条件下对牧草作物的影响仍不明确。在本研究中，我们从紫花苜蓿（Medicago sativa）的基因组中成功鉴定出了42个HDZ基因，这些基因在不同组织以及不同非生物胁迫条件下表现出差异化的表达模式。其中，MsHDZ20/21/37基因在甘露醇和NaCl处理下会被显著诱导表达，且与参与应对外部胁迫和防御反应的基因共同表达。在烟草中暂时过表达MsHDZ20/21/37基因可增强其对PEG和NaCl胁迫的耐受性，同时降低活性氧的积累并提高抗氧化酶的活性。为进一步研究其功能，我们培育出了能够稳定过表达或通过RNAi技术沉默MsHDZ37基因的转基因紫花苜蓿品系。在遭受干旱和盐分胁迫时，过表达MsHDZ37基因的植株比野生型植株具有更强的耐受性，丙二醛含量和电解质渗出量更低，同时抗氧化酶活性也更高。相反，经过RNAi处理的植株则对胁迫更为敏感，生理状态也有所不同。从机制上分析，酵母单杂交和双荧光素酶实验表明，MsHDZ37可以直接结合并激活MsBGLU13和MsSGR1基因的启动子。实际上，在过表达MsHDZ37的植株中，这两个目标基因的表达水平上升，而在RNAi处理的植株中则下降。综上所述，这些研究结果表明MsHDZ37有助于提升紫花苜蓿对非生物胁迫的适应能力，为牧草作物的遗传改良提供了重要依据。
陈越文|卢晓鹏|吴海玲|彭淼|常媛媛|李倩|杨俊峰
中国湖南省长沙市410128，湖南农业大学园艺学院
