Фактор транскрипции GmNFYA повышает солеустойчивость сои через модификацию ацетилирования гистонов
Солевой стресс — один из основных факторов, снижающих урожайность сельскохозяйственных культур. Соя — важная продовольственная и кормовая культура, и повышение её устойчивости к засолению может увеличить потенциал урожая, особенно на засолённых почвах.
Исследователи из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук обнаружили, что субъединица ядерного фактора Y GmNFYA способна модифицировать ацетилирование гистонов и активировать гены, ответственные за устойчивость к соли.
- Экспрессия GmNFYA повышается при солевом стрессе как у культурных, так и у диких сортов сои.
- Сверхэкспрессия этого гена повысила солеустойчивость у стабильных трансгенных растений сои.
Механизм действия:
- GmNFYA взаимодействует с белком GmFVE, который является частью комплекса гистондеацетилазы (HDAC).
- GmFVE также взаимодействует с гистондеацетилазой HDA13.
- GmNFYA конкурирует с HDA13 за связывание с FVE.
- Подавление экспрессии генов FVE и HDA13 с помощью РНК-интерференции улучшило солеустойчивость растений, что указывает на негативную роль этих генов в данном процессе.
Предлагаемая модель:
- В нормальных условиях: комплекс FVE/HDA13 деацетилирует гистон H3K9, что подавляет экспрессию генов солеустойчивости.
- При солевом стрессе: накапливающийся белок GmNFYA связывается с FVE, высвобождая HDA13. Это поддерживает высокий уровень ацетилирования H3K9, активирует гены солеустойчивости и повышает толерантность растения.
Дополнительно был идентифицирован элитный гаплотип Hap I в промоторе гена GmNFYA, который может сильно активироваться самим белком GmNFYA. Этот гаплотип представляет интерес для будущей селекции.
Исследование раскрывает новый механизм, по которому GmNFYA через взаимодействие с FVE поддерживает ацетилирование H3K9, вытесняя HDA13 и активируя гены солеустойчивости, что закладывает основу для повышения толерантности сои к засолению.
Работа опубликована в журнале Plant Biotechnology Journal 15 июля.