科研成果

胡杨全基因组关联分析筛选耐盐基因进行功能验证取得新进展

发布时间:2022-04-07点击率:267

近日,我所林木分子生物学研究组在胡杨全基因组关联分析筛选耐盐基因进行功能验证取得新进展,胡杨盐胁迫处理叶片转录组分析揭示了PeERF1基因增强转基因银腺杨的耐盐性。

胡杨(Populus euphratica)主要分布在中国西北部荒漠盐碱地区,是沙漠生态系统中的优势树种,具有非常重要的经济和生态价值。与其它杨树相比,胡杨以其极高的耐旱性和耐盐性而闻名,也是研究木本植物非生物胁迫的理想模式树种。

研究以胡杨为研究材料进行响应盐的转录组分析,在盐胁迫下胡杨叶片渗透调节物质增加和抗氧化酶活性增强。为了提高候选基因的挖掘效率,基因共表达网络分析(WGCNA)结果和课题组前期的胡杨天然群体重测序和种子耐盐全基因组关联分析(GWAS)结果进行联合分析(图1),发现了一系列与抗盐性相关的关键调控因子。筛选PeERF1基因转化银腺杨(Populus alba× Populus glandulosa)进行功能验证,获得了稳定的过表达(OE)和显性抑制(SE)转基因株系。盐胁迫下,PeERF1过表达植株的生长和生理特性优于野生型(图2)。对未处理及盐处理PeERF1转基因和野生型叶片转录组分析表明,盐处理后过表达植株和野生型差异基因最多,说明ERF1主要在盐胁迫后发挥功能。研究结果将有助于深入了解杨树的耐盐机理,为杨树耐盐育种提供了重要的基因。

研究结果以“Transcriptome Analysis of Populus euphratica under Salt Treatment and PeERF1 Gene Enhances Salt Tolerance in Transgenic Populus alba × Populus glandulosa (doi: 10.3390/ijms23073727)”发表在International Journal of Molecular Sciences上。林木遗传育种国家重点实验室联合培养博士研究生葛晓兰为第一作者,东北林业大学曲冠证教授和我所胡建军研究员为共同通讯作者,研究工作得到了十四五国家重点研发计划、国家自然科学基金及国家转基因专项等课题的资助。(胡建军/林业所)


1胡杨RNA测序差异基因的加权基因共表达网络分析



2盐胁迫下PeERF1转基因银腺杨的形态特征