人才强校︱张万军课题组在解析miR319耐盐机制研究中取得新进展

    本网讯 5月15日，Plant Biotechnology Journal杂志（IF 6.305）在线发表了动物科技学院张万军课题组题为“MiR319-mediated ethylene biosynthesis, signaling and salt stress response in switchgrass”的研究论文，报道了miR319通过抑制其靶基因PvPCF5的表达、介导乙烯(ET)生物合成及信号传导，从而提高了C4植物柳枝稷的耐盐性。

植物在抵抗盐胁迫过程中积累某些microRNA，同时伴随着逆境激素如乙烯的产生。这种现象被认为是植物耐盐的一种机制。MicroRNA319 (miR319)是植物体内一类保守microRNA，在C3植物如拟南芥和水稻等中，miR319被证实在参与抵抗非生物胁迫中起重要作用，但具体的分子机制还有待深入研究。本文揭示了miR319和ET在柳枝稷响应盐胁迫中存在协同效应。盐胁迫诱导柳枝稷中miR319积累及ET产生，而ET处理6h内也显著提高植株叶片miR319的表达。通过过表达Osa-MIR319b基因和miR319的target mimicry (MIM319)，发现miR319正调控柳枝稷ET合成及其号转导来调控柳枝稷耐盐性。实验通过外源添加ET或乙烯前体ACC，证明ET在柳枝稷耐盐中具有一定的剂量效应，低剂量的ET或ACC促进耐盐相关基因的表达，从而提高柳枝稷幼苗的耐盐性。抑制柳枝稷中miR319靶基因PvPCF5的表达，显著增强转基因柳枝稷中的ET积累和耐盐性。转录组分析表明，过表达miR319 (OE-miR319)降低了蛋氨酸(Met)循环中关键基因的表达，但促进了ET合成基因ACOs的表达。该研究结果丰富了我们对miR319-PvPCF5模块介导乙烯生物合成调控C4生物能源植物柳枝稷耐盐性的认识，也为今后植物耐盐分子育种提供了新思路。

草业科学专业博士研究生刘燕蓉为本文第一作者。北京市农林科学院李大勇博士，克莱姆森大学罗宏教授参与本研究部分工作。该研究受到动科学院“青年英才研究计划”（2016002）和国家自然科学基金（31770280）支持。