Ключевая роль транскрипционного фактора в привитых огурцах раскрывает устойчивость к засолению

Засоление почв, затрагивающее около 1 млрд гектаров по всему миру, значительно сдерживает рост сельскохозяйственных культур. Растения противодействуют этому с помощью сигнальных путей, включающих такие молекулы, как H₂O₂ и ABA. NAC-транскрипционные факторы, уникальные для растений, играют центральную роль в регуляции этих стрессовых ответов.

В привитых овощах, таких как огурцы на подвоях тыквы, эти факторы, по-видимому, имеют решающее значение для повышения солеустойчивости за счет модуляции закрытия устьиц. Однако детальная регуляторная роль NAC-факторов в этом контексте оставалась неясной.

Исследование, опубликованное в Horticulture Research под названием "CmoNAC1 в подвоях тыквы повышает солеустойчивость привитых огурцов, связываясь с промоторами CmoRBOHD1, CmoNCED6, CmoAKT1;2 и CmoHKT1;1 для регуляции сигналинга H₂O₂, ABA и гомеостаза K⁺/Na⁺", проливает новый свет на этот механизм.

• Ключевой ген: В тыкве были идентифицированы гомологи фермента NCED, причем CmoNCED6 оказался ключевым геном для синтеза ABA при солевом стрессе.
• Главный регулятор: Анализ транскрипционных факторов, связывающихся с промоторами CmoRBOHD1 и CmoNCED6, выявил CmoNAC1 в качестве значимого регулятора.
• Функциональное подтверждение: Эксперименты с трансформацией корней показали, что нокаут CmoNAC1 приводил к снижению содержания H₂O₂, ABA и соотношения K⁺/Na⁺ у привитых огурцов, а сверхэкспрессия давала противоположный эффект.
• Механизм действия: CmoNAC1 влияет на продукцию H₂O₂ и ABA, регулируя экспрессию генов CsaRBOHD, CsaNCED3, CmoRBOHD1 и CmoNCED6. Он также связывается с промоторами генов CmoRBOHD1, CmoNCED6, CmoAKT1;2 и CmoHKT1;1, регулируя их экспрессию (что подтверждено методами yeast one-hybrid, люциферазного репортерного анализа и электрофоретического сдвига подвижности).
• Регуляция ионов: Установлено, что CmoNAC1 регулирует экспрессию ключевых транспортеров K⁺/Na⁺ (CmoAKT1;2 и CmoHKT1;1) при солевом стрессе.

Вывод: Исследование демонстрирует, что CmoNAC1 является ключевым транскрипционным фактором, способствующим солеустойчивости привитых огурцов за счет регуляции сигналинга H₂O₂ и ABA, а также гомеостаза K⁺/Na⁺. Это открытие вносит ценный вклад в молекулярную селекцию солеустойчивых подвоев тыквы.