大豆作為最具經(jīng)濟(jì)效益的糧油作物，是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性物資。近年來(lái)，我國(guó)大豆對(duì)外依存度超過(guò)85%，成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域最突出的“卡脖子”難題。大豆的供需矛盾對(duì)我國(guó)糧食安全形成巨大沖擊。擴(kuò)大種植面積、提高大豆單產(chǎn)，是增加大豆總產(chǎn)量的主要途徑。我國(guó)具有農(nóng)業(yè)應(yīng)用價(jià)值的鹽堿地面積約1億畝，是重要的耕地后備資源。因此，通過(guò)挖掘大豆耐鹽基因并解析其作用機(jī)制，培育耐鹽大豆新品種對(duì)于充分利用鹽堿地資源、緩解國(guó)內(nèi)大豆產(chǎn)業(yè)危機(jī)具有重要意義。

農(nóng)學(xué)院張大健教授團(tuán)隊(duì)在New Phytologist發(fā)表了題為“A novel miR160a–GmARF16–GmMYC2 module determines soybean salt tolerance and adaptation”的研究論文，揭示了miR160a-GmARF16-GmMYC2這一模塊對(duì)大豆耐鹽的調(diào)控作用，并尋找到耐鹽優(yōu)異單倍型，為大豆耐鹽新品種的培育提供重要的候選基因資源。

研究發(fā)現(xiàn)，miR160a通過(guò)切割其靶基因GmARF16來(lái)提高大豆的耐鹽性。隨后，通過(guò)RNA-seq和ChIP-seq的聯(lián)合分析，并結(jié)合LUC和EMSA等實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)GmARF16作為上游調(diào)節(jié)因子直接激活GmMYC2的表達(dá)，而GmMYC2通過(guò)負(fù)調(diào)控脯氨酸的合成導(dǎo)致大豆對(duì)鹽脅迫敏感。通過(guò)比較559份野生和栽培大豆品種的基因型，發(fā)現(xiàn)GmARF16存在4種單倍型，其中GmARF16H3在編碼區(qū)發(fā)生的堿基替換（G→A）使其對(duì)GmMYC2的激活能力以及與啟動(dòng)子結(jié)合能力顯著降低，對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)性顯著提高；進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，GmARF16H3主要分布在土壤鹽堿化較為嚴(yán)重的黃淮海及其周邊地區(qū)，表明GmARF16的自然變異受到了人工選擇。

圖1. miR160a-GmARF16-GmMYC2調(diào)控網(wǎng)絡(luò)在鹽脅迫響應(yīng)中的工作模型

農(nóng)學(xué)院張大健教授、廣州大學(xué)孔凡江教授為該論文的共同通訊作者。農(nóng)學(xué)院王超凡博士、李曉明副教授、莊永斌副教授為共同第一作者。此外，山東省農(nóng)科院徐冉研究員、已畢業(yè)碩士研究生孫萬(wàn)彩、博士研究生曹紅祥參與了該項(xiàng)研究。研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省泰山學(xué)者計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1111/nph.19503

編      輯：萬(wàn)    千 

審      核：賈    波