東北地理所在鹽堿脅迫條件下大豆微外顯子鑒定及功能分析方面取得新進展
大豆是一種重要的豆類作物，作為全球主要的糧食和油料作物，具有重要的經濟和營養價值。大豆因其蛋白質和油脂含量高而成為一種必需的作物，是人類和動物的主要食物來源之一。土壤鹽堿化是農業生產中的一大挑戰，是分布最廣、危害最大的非生物脅迫之一，嚴重抑制作物生長，減少作物產量。可變剪切(Alternative splicing,AS)是一種重要的轉錄后調控機制，廣泛存在于動植物中。AS使單個基因能夠產生多種mRNA轉錄本和蛋白質形式，從而擴展基因功能并適應環境變化。微外顯子（microexon）也被稱為短外顯子，是指長度小于30bp的外顯子，大量研究表明，微外顯子在動物發育過程中至關重要。然而，微外顯子在植物中的功能，目前仍知之甚少。
近日，東北地理與農業生態所農田有害生物控制學科組孟凡立研究團隊，利用轉錄組數據鑒定大豆堿脅迫（pH=9.1）處理0h、3h、6h、12h和24h的微外顯子序列，分析微外顯子序列特點和參與編碼的蛋白結構域（圖1），系統解析了鹽堿脅迫前后的大豆微外顯子動態變化。以AP2轉錄因子家族為例，創制了9bp微外顯子缺失以及正常轉錄本的轉基因大豆材料，結果表明微外顯子缺失在不改變蛋白質結構的條件下，增強大豆對鹽堿脅迫的耐受性（圖1）。該研究成果首次探究了微外顯子在大豆響應鹽堿脅迫的調控作用，為培育耐鹽堿大豆新品種提供新思路。
圖1.大豆耐鹽堿相關微外顯子發掘與功能分析
以上結果發表在Plant Cell and Environment（中國科學院一區TOP期刊，五年影響因子7.6）,東北地理所特別研究助理李洋，聯合培養東北農業大學碩士研究生房慶喜以及東北地理所特別研究助理曹英雪為文章的并列第一作者。孟凡立研究員為通訊作者。本研究受到農業生物育種國家科技重大專項(2023ZD04036)，黑龍江省自然科學基金(TD2022C003,JQ2023C008)，國家自然科學基金(32172032)，中國科學院東北地理與農業生態研究所創新團隊(2023CXTD01)，吉林省高新技術產業化項目(2024SYHZ0050)等項目的共同資助。
論文信息：
Yang Li,Qingxi Fang,Yingxue Cao,Mingyu Yang,Jing Wang,Meizi Wang,Na Li,Fanli Meng*. Identification and Functional Characterization of Soybean Microexon in Response to Saline-alkali Stress. Plant Cell Environ. 2025. doi: 10.1111/pce.15596.
論文連接：http://doi.org/10.1111/pce.15596
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吉公網安備22017302000214號
