生物钟基因MtLHY在蒺藜苜蓿盐胁迫中的功能研究

生物钟能Hepatozoon spp够整合内源信号与环境变化,以保持植物在多种恶劣环境条件下的正常生存和繁殖。LATEELONGATED HYPOCOTYL(LHY)作为核心生物钟基因调节了多个生理过程,包括开花时间、Rapamycin使用方法下胚轴的伸长、豆科作物的结瘤和非生物胁迫等。然而,在豆科模式植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)中,LHY的同源基因参与非生物胁迫的功能是未知的。在前期工作中,我们已经筛选到了mtlhy突变体植株,并得到了35S:MtLHY过表达株系。在本研究中,我们发现在盐胁迫条件下,MtLHY的转录水平会被显著激活。通过对突变体和过表达株系进行盐处理,发现mtlhy突变体植株表现出盐敏感的表型,而35S:MtLHY植株则具有耐盐性,这表明MtLHY在蒺藜苜蓿盐胁迫中发挥正调控作用。与野生型相比,mtlhy突变体种子萌发率下降,植株有着更短的根长,且积累了更多的活性氧,而35S:MtLHY植株根长更长,积累的活性氧更少。在mtlhy突变体植株和35PexidartinibS:MtLHY植株中类黄酮类化合物合成通路相关基因的表达发生了改变,特别是黄酮醇合酶基因FLAVONOL SYNTHASE(FLS),其在35S:MtLHY植株中上调了 20多倍。通过酵母单杂以及烟草瞬时转化实验,我们发现MtLHY可以结合MtFLS基因的启动子区域激活MtFLS的转录,导致植株体内黄酮醇的积累。总之,我们的研究结果表明MtLHY可能通过激活类黄酮类化合物合成基因的表达使植株体内类黄酮类化合物积累从而提高蒺藜苜蓿对盐胁迫的耐受性。此外,由于蒺藜苜蓿与紫花苜蓿(Medicago sativa)的基因组间高度同源,本实验的研究成果也为高产抗逆的紫花苜蓿品种的开发提供了新的理论依据。