我園在報春苣苔屬植物牛耳朵響應高鈣脅迫的轉(zhuǎn)錄調(diào)控研究中取得新進展
在中國，約1/3的陸地屬于喀斯特地貌，喀斯特地區(qū)土壤的鈣離子十分豐富，含量是酸性土壤的3倍以上。鈣離子作為植物必須的礦質(zhì)元素是植物生長發(fā)育的重要調(diào)節(jié)因子，也是植物細胞響應環(huán)境變化的重要信號分子。但高濃度的鈣離子能夠干擾植物細胞的正常生理功能，因此保持植物體細胞內(nèi)鈣離子含量的平衡對植物的正常生長具有重要作用。報春苣苔屬植物具有獨特的喀斯特高鈣地區(qū)的適生性，是研究植物高鈣土壤適應性機制的理想材料。
此前的研究表明，報春苣苔屬植物的高鈣土壤適應生理機制具有多樣性，其中牛耳朵（Primulina eburnea）主要將鈣儲藏在植株葉片的胞間層和液泡（未發(fā)表數(shù)據(jù)），但其高鈣環(huán)境適應的分子機制未見報道。本研究以牛耳朵為研究對象，首先確立了其致死鈣濃度，并分析了致死濃度鈣脅迫時間序列下的生理和轉(zhuǎn)錄水平的響應?；赥O-GCN分析，預測了轉(zhuǎn)錄因子與非轉(zhuǎn)錄因子間的時間序列下的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。進一步結(jié)合WGCNA分析，確定了CNGC2在植物響應高鈣脅迫中的核心作用，并通過酵母單雜（Y1H）、雙熒光素酶等技術(shù)，鑒定出調(diào)控其表達的上游轉(zhuǎn)錄因子ATML1。這項研究初步闡明了植物應對高鈣脅迫的分子響應機制，并揭示了參與這一過程的轉(zhuǎn)錄因子的潛在調(diào)控關(guān)系。
研究成果于2024年8月，在國際學術(shù)期刊Industrial Crops and Products（中科院一區(qū)，IF = 5.6）上以“Time-series transcriptome analysis in Primulina eburnea reveals a key expression network in responding to high calcium stress”為題進行了發(fā)表。江西省、中國科學院廬山植物園瀕危植物與保育遺傳研究組博士研究生楊恩點為第一作者，黃宏文研究員以及馮晨副研究員為本論文的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金（32360060）、中國科學院戰(zhàn)略生物資源項目（KFJ-BRP-007-013）的支持。
牛耳朵響應高鈣脅迫的分子機制模式圖
