PdMYB118调控杨树光合作用响应盐胁迫的机制研究

花青素直接影响叶片中叶绿素含量和光合作用,对植物抵抗生物和非生物胁迫具有重要作用。课题组前期研究发现PdMYB118 在杨树花青素合成通路中发挥作用,该基因过表达后会显著增加花青素的含量,但其是否参与盐胁迫的响应目前尚未研究。在这项工作中,我们发现PdM YB118 过表达显著提高了杨树光合作用和成熟叶片叶绿素含量。转录组分析表明,转基因植物中,与叶绿素代谢和光合作用相关的基因表达显著改变。我们还发现,PdMYB118 过表达植株表现出更强的耐盐性,具体表现为盐胁迫期间Na+和K+的稳态和活性氧清除的增强(K+/Na+比值较野生型的增加;SOD,CAT等抗氧化和自由基清除能力都较野生型的显著增强)。酵母单杂和双荧光素酶实验检测发现PdMYB118对叶绿素a-b结合蛋白(Chlorophyll a/b-binding proteins,Cab),铁氧化还原蛋白(Ferredoxin,Fd),铁还原酶(Ferric Reduction Oxidase,FRO)有调控作用。进一步的酵母实验表明,与野生型酵母相比,铁氧化还原蛋白(Fd)和铁还原酶(FRO)过表达酵母抗盐能力显著增强。这些结果表明,PdM YB118 通过Fd和FRO控制杨树光合作用,从而增强植株抗盐性。本研究解析了花青素通路中的PdMYB118 过表达后提高光合作用和抵抗盐胁迫的耐受性调控机制,为杨树耐盐新种质培育提供应用价值。