星空体育官网夏宗良教授课题组在植物抗逆基因发掘与调控机制研究中取得新进展

       本网讯（通讯员 夏宗良）近日，星空体育官网夏宗良教授课题组联合烟草学院代晓燕\张小全课题组，在解析植物调控镉胁迫的分子机制方面取得重要进展。研究成果以“Overexpression of NtDOGL4 improves cadmium tolerance through abscisic acid signaling pathway in tobacco”为题发表在国际Top期刊Journal of Hazardous Materials（中科院1区，IF:13.6）上。

       土壤重金属污染是当今世界范围内存在的严峻问题，其中镉（Cd）污染危害性最大。Cd污染不仅会引起土壤功能的失调、土质的下降，还会不同程度的损害植物的生理发育，影响植株的生长代谢，尤其对农作物生产造成严重威胁。烟草是我国重要的经济作物，它的安全生产对保障国民经济高质量发展具有重要意义。目前，对烟草镉毒性的研究主要集中在生理和生化机制方面，对烟草响应镉胁迫的关键基因及其分子机制仍然知之甚少。
       在先前研究中，我们通过转录组分析鉴定到一个响应镉胁迫的DOGL基因（NtDOGL4）。本研究利用转基因技术获得过表达NtDOGL4的烟草转基因材料，对该材料进行Cd胁迫处理，发现其内源性ABA水平升高，Cd积累减少和Cd耐受性增强，同时活性氧（ROS）积累减少。进一步，通过酵母单杂交、荧光素酶报告系统和瞬时表达实验，鉴定到一个调控NtDOGL4表达的上游转录因子ABSCISIC ACID-INSENSITIVE 5（ABI5），发现ABI5可以直接结合NtDOGL4的启动子，促进其表达。值得注意的是，NtDOGL4过表达促进烟草根部木栓质的形成和沉积，同时抑制烟草根中Cd转运基因的表达。综上所述，NtABI5-NtDOGL4分子模块在烟草对Cd胁迫耐受性中起到了正调节作用，该研究为培育低Cd积累的作物新品种提供了重要的分子靶点和基因资源，在确保环境和农业生产安全方面具有潜在的应用价值。

       河南农业大学烟草学院和星空体育官网联合培养硕士生刘灿为论文第一作者，夏宗良、代晓燕、张小全等为论文通讯作者。此外，河南省烟草公司相关人员对此项工作做出了重要贡献。该研究得到了河南省烟草公司科技研发重点项目（2022410000240015）的资助。