1月17日,東北農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院趙琳研究員在國際知名期刊《Plant Physiology》(IF=6.5,中科院1區(qū)Top期刊)在線發(fā)表了題為“The transcription factor GmFULc regulates soybean plant height by binding the promoter of a gibberellin-responsive gene”的研究論文,揭示了MADS-box轉錄因子GmFULc通過與GmGASA啟動子的結合調控大豆株高的分子機制。
株高作為重要的農(nóng)藝性狀,對大豆產(chǎn)量有重要影響。GmFULc是大豆轉錄因子MADS-box的家族成員,然而,GmFULc調節(jié)大豆株高的機制尚不清楚。大豆GmFULc:GmFULc轉基因株系與對照植株相比,表現(xiàn)出株高增加和節(jié)間距增長。相反,GmFULc突變的大豆植株fulc表現(xiàn)出株高變矮和節(jié)間距縮短的特征。ChIP(染色質免疫沉淀)-qPCR分析表明GmFULc可以與赤霉素正調節(jié)因子GmGASA啟動子上的G-box基序結合,直接促進GmGASA14和GmGASA32表達。GmFULc:GmFULc大豆植株中GmGASA14和GmGASA32的表達顯著增加;相反,在fulc突變體中表達減少。煙草中瞬時表達分析也表明,GmFULc:GmFULc效應子強烈促進了報告子中含有G-box基序的GmGASA14和GmGASA32啟動子驅動的LUC報告基因的表達。GmFULc與GmGASA14和GmGASA32啟動子結合促進其表達,增加了赤霉素信號;并負反饋調節(jié)赤霉素生物合成,通過增加GmGA2ox表達和減少GA20ox表達從而抑制赤霉素合成。
本研究闡明了赤霉素正調節(jié)因子GmFULc通過促進GmGASA基因的表達調控大豆株高的分子機制,為大豆株高改良提供了重要的生物遺傳材料和理論依據(jù)。我校農(nóng)學院已畢業(yè)的孫晶哲博士、張小明高級實驗師和碩士研究生馮捃航為該論文的共同第一作者,我校趙琳研究員、李冬梅高級實驗師和黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院作物資源研究所王秀君博士為該論文的通訊作者。東北農(nóng)業(yè)大學為第一署名單位。本研究得到國家自然科學基金 (32072086),國家重點研發(fā)計劃“揭榜掛帥”項目(2021YFF1001203)、黑龍江省科研院所科研項目(CZKYF2022-1-B022)和黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新計劃項目(CX23ZD03)的資助。
趙琳研究員簡介:博士生導師,神農(nóng)青年英才、黑龍江省高層次D類人才、東農(nóng)學者計劃高層次人才、黑龍江省高等學校青年創(chuàng)新人才?!稏|北農(nóng)業(yè)大學學報》《大豆科技》青年編委、《土壤與作物》編委、黑龍江省作物學會理事、黑龍江省耕作學會理事。共主持國家省市級科研課題18項,包括國家自然科學基金4項、轉基因生物新品種培育科技重大專項、國家重點研發(fā)計劃子課題等科研項目。本課題組一直致力于大豆生育期性狀、大豆抗逆分子機理解析及優(yōu)異大豆種質創(chuàng)制研究工作,并取得了一系列進展。相關研究成果以第一和通訊作者發(fā)表SCI論文24篇,包括Journal of Integrative Plant Biology, Plant Physiology、The Plant Journal、Journal of Experimental Botany等國際主流學術期刊,以第一發(fā)明人申請和授權發(fā)明專利9項,獲得科技獎勵3項。出版專著2部,獨著。