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吕典秋教授课题组在植物学领域国际知名期刊《Plant Physiology》上发表了题为“Melatonin enhances salt tolerance by inducing StMYB55 to improve flavonoids accumulation in potato”的研究论文。该研究首次揭示了褪黑素通过StMYB55-StWRKY28转录复合物模块协同调控类黄酮积累、进而增强马铃薯耐盐性的分子机制,为深入理解褪黑素在植物逆境适应中的作用提供了新见解,也为耐盐马铃薯种质创新提供了新的分子靶点和育种策略。

马铃薯是全球重要的粮食作物,盐胁迫严重制约其生长发育和产量形成。褪黑素作为一种多功能信号分子,在植物逆境响应中发挥重要作用,但其在马铃薯耐盐性中的具体调控机制尚不明确。本研究发现,适宜浓度的褪黑素(10 μM)处理可显著缓解马铃薯的盐胁迫损伤。通过转录组与代谢组联合分析,筛选出响应盐胁迫和褪黑素处理的核心转录因子StMYB55和StWRKY28,二者均在盐胁迫下被显著诱导表达。功能研究表明,过表达StMYB55可通过促进类黄酮积累显著增强转基因马铃薯的耐盐性。机制解析发现,StMYB55直接激活类黄酮合成关键基因StF3H、StFLS和StUGT78D2的转录,而StWRKY28则直接调控StCHI的表达。StMYB55与StWRKY28发生蛋白互作,协同增强StWRKY28对StCHI的转录激活作用,共同促进类黄酮的生物合成。该研究首次揭示了褪黑素介导的StMYB55-StWRKY28转录复合物模块在调控类黄酮积累和耐盐性中的关键作用,为褪黑素信号转导网络的研究提供了新的理论依据。

褪黑素调控StMYB55-StWRKY28模块增强马铃薯耐盐性分子模型
荐红举副教授和吕典秋教授为通讯作者,博士后董轩名、2023级硕士研究生眭晨鑫及2024级博士研究生王克为共同第一作者。本研究得到国家重点研发计划(2022YFD1201600)、重庆现代农业产业技术体系(CQMAITS202503)、中央高校基本科研业务费(SWU-KF25037)以及山东省重点研发计划(2024KJHZ028)的资助。
论文链接://doi.org/10.1093/plphys/kiag168
初审:荐红举
复审:吕典秋
终审:郑莉佳