ROP基因域的边界通过调控角质层蜡的合成来调节植物的耐盐性

《Plant, Cell & Environment》：BOUNDARY OF ROP DOMAIN3 Modulates Salt Tolerance by Mediating Cuticle Wax Synthesis

　　土壤盐渍化严重制约植物生长，BDR3基因突变体tos1表现出耐盐特性，其机制涉及蜡合成中脂肪酸代谢重编程，通过增加饱和脂肪酸积累提升角质层蜡质形成，减少水分流失和Na+积累。

　　

摘要

土壤盐度对全球植物的生长和发育有着重大影响。揭示与植物耐盐性相关的重要调控因子对于通过基因工程帮助植物在盐碱地中生存至关重要。然而，目前尚未完全确定与土壤盐度耐受性直接相关的关键基因。通过基于土壤的遗传筛选，我们获得了一种耐盐突变体 tos1（“盐耐受性1”），该突变体在盐胁迫下表现出更光滑、更绿色的叶片形态。tos1 突变发生在功能尚未明确的基因 BOUNDARY OF ROP DOMAIN3 (BDR3) 上。BDR3 的缺陷增强了植物的抗盐能力，表现为较低的 Na⁺ 积累和水分亏缺，这是由于角质层蜡质（尤其是 VLCFAs 和烷烃）的积累增加所导致的蒸腾速率降低所致。BDR3 不具有脂肪酶活性，但其脂肪酸代谢过程受到了显著影响，在 tos1 中甘油脂的水解作用增强；更多的脂肪酸被用于蜡质合成，从而加强了角质层的维护。我们的研究结果表明，BDR3 是一种新的负调控因子，它通过调节脂肪酸代谢重新编程来控制角质层的蒸腾作用和离子平衡，从而参与植物的耐盐性。这项研究为改进蜡质生物合成和植物耐盐性的调控网络提供了新的分子基础。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可应合理要求向相应作者索取。