Исследователи обнаружили новую функцию регулятора масла GmZF351 в устойчивости сои к стрессу

Производство сои в Китае очень ограничено. Для увеличения урожайности сои необходимо вывести сорта, способные расти и адаптироваться к обширным засоленным, щелочным и засушливым землям.

Исследовательская группа под руководством профессора Чжан Цзиньсона из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук сообщила о роли и механизмах действия транскрипционного регулятора GmZF351 в устойчивости к солевому и засухоустойчивому стрессу у стабильных трансгенных растений сои.

Исследование под названием "Zinc-finger protein GmZF351 improves both salt and drought stress tolerance in soybean" было опубликовано в Journal of Integrative Plant Biology.

Ранее группа Чжана обнаружила, что этот ген высоко экспрессируется в семенах сои и способствует накоплению масла в развивающихся семенах. Этот ген практически не экспрессируется на стадии проростка и/или вегетативного роста. Однако при солевом и других стрессах ген активируется для обеспечения устойчивости сои.

Они обнаружили, что в этот переход может быть вовлечена деметиляция гистонов. В нормальных условиях гистоны сильно метилированы в промоторной области гена GmZF351. При солевой обработке активируются два гена гистоновой деметилазы, JMJ30-1 и JMJ30-2, что приводит к удалению метки гистона H3K27me3 в промоторе GmZF351 и, как следствие, активации гена.

Исследователи также проанализировали cis-элементы, с которыми связывается цинковый палец GmZF351. Элемент содержит два мотива CT(G/C)(T/A)AA для распознавания. Все нижележащие гены, участвующие в биосинтезе масла и устойчивости к стрессу, имеют такие особенности в своих промоторных областях. Однако GmZF351 активировал разные наборы генов для накопления липидов в семенах сои и в ответ на солевой и засухоустойчивый стресс.

Для растений сопротивление стрессу и выживание для будущих поколений — затратный и энергоемкий процесс. Поэтому устойчивость к стрессу и накопление урожая/запасов должны быть полностью учтены в ходе роста и развития растения для завершения жизненного цикла.

Вновь идентифицированный ген GmZF351 может способствовать как накоплению масла в семенах, так и устойчивости к стрессу у проростков, балансируя эти два важных биологических процесса в разных органах и на разных стадиях развития.

Понимание двойных функций GmZF351 может пролить свет на механизм балансировки между урожаем/накоплением запасов в семенах и выживанием в ходе доместикации сельскохозяйственных культур, а также дать вдохновляющую основу и идеи для выведения новых сортов сои, пригодных для неблагоприятных засоленных земель и условий.