近日，青岛农业大学园艺学院赵强博士与合作者联合在Plant Biotechnology Journal（IF=6.84）在线发表了题为“The AP2 transcription factor NtERF172 confers drought resistance by modifying NtCAT”的研究论文。该论文发现AP2转录因子NtERF172通过调控过氧化氢酶基因NtCAT的表达来调节过氧化氢（H2O2）的清除，提高植物耐旱性的分子机理。青岛农业大学赵强博士为第一作者和共同通讯作者，生命科学学院刘新教授参与研究工作。该论文得到了山东省高等学校青创计划，湖南省烟草公司科技项目，山东省现代农业技术体系等项目的资助。
干旱是一种常见的非生物胁迫，严重限制植物的正常生长发育，进而影响产量和品质，对农业生产和安全造成一定的威胁。近年来，全球人口增长和极端天气频发加剧了干旱胁迫对农业可持续发展的影响。因此，解析植物抗旱分子机理具有重要意义。
过氧化氢酶（CAT）介导的H2O2清除系统在植物响应干旱胁迫的过程中发挥重要作用，但是对于CAT的酶活性是怎样被调控，如何参与干旱胁迫应答的机制报道较少。本研究通过对NtCAT基因启动子分析和酵母单杂筛库筛选得到了一个AP2转录因子NtERF172。表达分析表明NtERF172受干旱、脱落酸和H2O2的诱导表达。利用染色质免疫共沉淀PCR（ChIP-PCR）和凝胶阻滞试验（EMSA）等技术发现NtERF172能够直接结合在NtCAT的启动子区域，并且激活NtCAT的表达。过量表达NtERF172能够提高转基因烟草的抗旱性，而抑制NtERF172的表达则得到相反的结果。进一步的研究结果表明，NtERF172可通过提高植物体内的CAT酶的活性，进而可以降低体内H2O2的积累，缓解干旱胁迫条件下活性氧的毒害作用。利用VIGS沉默NtCAT基因后，明显降低了NtERF172过表达植株的H2O2清除能力和抗旱性。总之，该研究揭示了转录因子NtERF172通过直接激活过氧化氢酶NtCAT介导的H2O2清除系统，提高植物的耐旱性，为抗旱分子育种奠定了理论基础和候选基因。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13419
日期：2020-11-20
