查看原文
其他

Fruit Res ︱ 西北农林科技大学马锋旺团队报道AANAT或HIOMT的异源表达提高苹果褪黑素含量和对UV-B胁迫的耐受性

果树研究 园艺植物研究
2024-09-08



人类活动对大气臭氧层的破坏,导致到达地球表面的紫外线辐射量稳步增加,而增强的紫外线辐射,尤其是UV-B辐射(波长范围280-315nm),会损害植物的蛋白质、光合色素和细胞膜,影响植物的生长、发育和代谢。褪黑素不但能影响植物的生长发育,而且在植物抵御多种生物逆境和非生物逆境胁迫方面发挥重要的作用。植物和动物中褪黑素合成路径的最后两步反应是相同的,且芳基烷基胺-N-乙酰转移酶(AANAT)和羟吲哚-O-甲基转移酶(HIOMT)均为褪黑素合成路径中的关键酶。本实验室前期研究发现,外源施加褪黑素可以提高苹果对光氧化胁迫及UV-B胁迫的抗性,但外源施加褪黑素的方法仍有一定的局限性。研究表明,将动物的AANATHIOMT基因转化到植物,可以提高植物中的褪黑素含量,并能显著提高植物的抗逆性,但是AANATHIOMT在苹果中的研究尚未报道。


2021年6月,Fruit Research在线发表了西北农林科技大学马锋旺课题组题为Ectopic expression of AANAT or HIOMT improves melatonin production and enhances UV-B tolerance in transgenic appleplants 的研究论文。该研究将人类的褪黑素合成相关基因AANATHIOMT分别转到苹果植株中,发现AANATHIOMT的异源表达均提高了转基因苹果中的褪黑素含量,HIOMT异源表达株系的褪黑素含量显著高于AANAT异源表达株系的褪黑素含量。而后,通过对转基因苹果植株进行UV-B处理,发现AANATHIOMT基因的异源表达显著提高了转基因苹果植株对UV-B胁迫的抗性。与WT相比,转基因株系在UV-B胁迫下能够维持更高的光合、荧光值和较大的气孔开张度。进一步研究发现,转基因株系的酚类化合物总量在UV-B胁迫下比WT有所提高,其中以绿原酸、根皮苷和原花色素B1含量的提高最为显著。这些研究结果表明,UV-B胁迫后,AANATHIOMT基因的异源表达能通过提高抗氧化能力、维持光合作用和促进酚类物质的代谢显著提高转基因苹果植株的抗性(图1)


图1 AANATHIOMT对苹果UV-B胁迫应答的调控作用模型


西北农林科技大学园艺学院苹果逆境生物学团队硕士生刘晓敏为本文第一作者,魏志博士为共同第一作者,马锋旺教授和李超副教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目(31972389)、国家苹果产业技术体系专项资金(CARS-27)、陕西省重大科技专项(2020zdzx03-01-02)和唐仲英基金会的资助。


原文链接:

https://doi.org/10.48130/FruRes-2021-0004

About Fruit Research

Fruit Research是一本开放获取的国际期刊,致力于传播果树研究领域的最新进展,专注于发表本领域原创研究文章、综述和方法和观点。期刊主编由美国USDA-ARS刘宗让教授担任。


期刊官网:

www.maxapress.com/frures

投稿网址:

mc03.manuscriptcentral.com/frures


关注园艺植物研究

园艺植物研究公众号专注于园艺植物(果树、蔬菜、观赏植物、饮料植物等)领域的最新研究进展,点击下方名片关注园艺植物研究



分享

点赞

在看

点击下方“阅读全文”查看原文
修改于
继续滑动看下一个
园艺植物研究
向上滑动看下一个

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存