張勁松研究團隊發現大豆耐鹽新機制

　　鹽堿、干旱等非生物脅迫不利于作物生長，造成減產甚至導致植物死亡，是制約農業生產的主要環境因素。大豆是重要農作物，提高大豆耐鹽能力有助于增強大豆對災害的抵抗能力，并能利用低鹽堿化土地增加種植面積，提高產量。最近，中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員張勁松研究團隊發現核因子Y（Nuclear factor Y）復合體的成員GmNFYA，該蛋白參與組蛋白乙酰化修飾的調控，促進下游耐鹽基因表達，從而提高大豆的耐鹽能力。

　　在各大豆品種之間，GmNFYA基因的編碼區并無差異。栽培大豆或野生大豆受到鹽脅迫時，GmNFYA基因的表達量均顯著提高，暗示大豆的鹽脅迫應答與該基因表達量密切相關。在栽培大豆品種JACK中過量表達GmNFYA基因，可顯著提高轉基因大豆抗鹽能力（如圖）。深入研究發現，GmNFYA蛋白能與組蛋白去乙酰化酶復合體的組分FVE相互作用，而FVE可與HDA13（histone deacetylases）互作。GmNFYA可與HDA13競爭結合FVE蛋白。降低FVE和HDA13基因表達量能提高大豆植株的耐鹽能力。推測通常條件下，FVE/HDA13復合體對組蛋白H3K9進行去乙酰化修飾，使得附近耐鹽基因被"關閉"。鹽脅迫后，GmNFYA積累并與HDA13競爭性結合FVE，釋放HDA13，有利于保持附近組蛋白H3K9的乙酰化狀態，激活下游耐鹽基因表達，提高大豆耐鹽性（如圖）。研究進一步分析鑒定了GmNFYA啟動子優異單倍型I，鹽脅迫下該單倍型基因受到GmNFYA蛋白的顯著激活，可在將來育種實踐中對該單倍型進行選擇。該研究揭示出大豆GmNFYA通過調控組蛋白乙酰化提高耐鹽性機制，對大豆耐逆育種具有借鑒和潛在應用價值。

　　相關研究成果在線發表在Plant Biotechnology Journal上。研究工作得到中科院重點部署項目、國家自然科學基金等的資助。

GmNFYA提高轉基因大豆耐鹽性及作用機制。上圖：JACK為對照品種，Null為轉基因大豆后代分離出的陰性植株。OE-3、OE-6、OE-8和OE-36為穩定的GmNFYA過表達轉基因大豆純合株系。下圖：GmNFYA提高大豆耐鹽性工作模型。通常情況下，GmHDA13與GmFVE互作使組蛋白去乙酰化，抑制耐鹽基因表達。鹽脅迫下，GmNFYA積累并與GmHDA13競爭性結合GmFVE，解除GmHDA13的去乙酰化作用，從而維持組蛋白乙酰化激活耐鹽基因表達，提高大豆耐鹽性。