植生生态所研究员发现杨树CYP714基因参与植物株高与耐盐性的调控机制

3月11日，Plant Biotechnology Journal在线发表了中科院上海生科院植物生理生态研究所张洪霞研究组题为“Ectopic expression of a cytochrome P450 monooxygenase gene PtCYP714A3 from Populus trichocarpa reduces shoot growth and improves tolerance to salt stress in transgenic rice”的研究论文。该工作揭示了杨树来源的PtCYP714A3基因不但通过降解GA参与植物株高的调控，而且影响植物体内钠、钾离子的分布，从而提高了转基因植物的耐盐性。

该研究组的王翠亭副研究员等从杨树中克隆了CYP714A3基因，功能互补实验表明该基因能够互补水稻OsCYP714D1/Eui突变体的株高表型。将PtCYP714A3基因在野生型水稻中过量表达获得的转基因水稻具有半矮化表型，GA组分含量测定和GA合成与信号途径相关marker基因表达分析结果表明，杨树PtCYP714A3与拟南芥AtCYP714A2在参与活性GA降解和调控株高方面具有相似的功能。进一步研究发现PtCYP714A3基因的表达受盐胁迫的影响，水培实验显示过表达该基因的转基因水稻幼苗比野生型具有更好的耐盐性。田间实验数据揭示，虽然转基因水稻的半矮化表型影响了单株产量，但盐处理后转基因水稻在百粒重的下降等指标上明显小于野生型。钠、钾离子含量测定与耐盐相关marker基因表达分析揭示，该基因可能通过调控植物体内钠离子的分布影响植物的耐盐性。

该研究得到国家自然基金委、国家转基因重大专项等资助。 （植生生态所）

文章链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.12544/abstract

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