文章

文献解读:RrMYB2通过依赖RrJMJ12的表观遗传修饰调控玫瑰干旱胁迫响应

2025-11-26     来源:本站     点击次数:71

近日,扬州大学园艺园林学院冯立国教授课题组联合南京农业大学王长泉教授课题组在玫瑰抗旱机制研究方面取得了新进展。相关研究成果已经发表在国际权威期刊《Plant Biotechnology Journal》(IF=10.5、一区top期刊)上。

玫瑰(Rosa rugosa)作为重要的经济作物,因花香的芳香物质和药用化学成分(如花青素和黄酮类化合物)而被广泛栽培于香料和制药产业,尤其在东亚地区贡献显著的经济价值。然而,其栽培多采用露天模式,使其在气候变化背景下极易受干旱胁迫影响。干旱不仅导致叶片萎蔫、光合效率下降和植株死亡,还引发高达30%的产量损失,严重威胁产业的可持续性。尽管玫瑰的这一脆弱性已被广泛认知,但控制其抗旱响应的分子通路尚未完全阐明,这限制了遗传改良策略的开发,亟需解析其深层机制以提高抗逆性。

植物在干旱胁迫下演化出复杂的分子级联反应,涉及生理调节(如气孔关闭和抗氧化酶增强)及信号传导途径。核心调控层由转录因子主导,其中R2R3-MYB家族通过激活胁迫响应基因(如ABF)在ABA信号通路中发挥关键作用,促进渗透调节和保护性代谢物的积累。同时,表观遗传修饰(如组蛋白甲基化)通过动态改变染色质开放性,调控逆境基因的表达;例如,JMJ组蛋白去甲基酶家族成员能去除H3K27me3标记以解除基因抑制。在拟南芥中,MYB2与JMJ12的协同作用已被证实影响抗旱性,但这类机制在木本经济作物中研究匮乏。

在玫瑰中,MYB转录因子和表观调控因子的功能性角色尚属空白。前期研究暗示ABA通路在玫瑰干旱响应中的核心性,但未明确R2R3-MYB基因的具体功能及与表观修饰器的互作。因此,该研究旨在填补这一知识缺口:通过系统筛选玫瑰基因组鉴定R2R3-MYB成员,聚焦RrMYB2可能通过JMJ12介导的表观重编程抑制ABA受体抑制剂PP2Cs,从而阐明一条新颖的转录-表观调控轴,为玫瑰抗旱育种提供分子靶点。


图1 RrMYB 2增强玫瑰的抗旱性

为了验证玫瑰中 RrMYB2 基因对干旱胁迫响应的功能性作用。研究人员将过表达RrMYB2  (35S:RrMYB2) 及干扰其表达 (RrMYB2-RNAi) 的转基因植株与对照组(空载体转化)置于自然干旱条件下处理,以六周龄植株为材料。当观测到叶片萎蔫(干旱表型标志)时,利用 广州博鹭腾生物科技有限公司 PlantView230F 调制叶绿素荧光活体成像系统测定叶绿素荧光参数。结果显示:过表达组植株萎蔫程度显著减轻,其 Y(II)(光系统II实际量子效率)值显著高于对照组,表明光合机构损伤较小;而 干扰组植株Y(II)值急剧下降,萎蔫症状加剧(图1)。这些数据直接证明 RrMYB2 正调控玫瑰的干旱耐受性,其机制可能通过维持光化学效率减轻干旱胁迫对光合作用的抑制。

论文链接:
https://doi.org/10.1111/pbi.70432

相关文章 更多 >