近日，南京农业大学陈发棣教授团队在权威杂志Plant Biotechnology Journal在线发表了题为“CmERF5-CmRAP2.3 transcriptional cascade positively regulates waterlogging tolerance in Chrysanthemum morifolium”的研究论文。该研究揭示了一种新的转录级联调控模块，解析了菊花耐涝新机制。

菊花（Chrysanthemum morifolium）是我国传统名花和世界重要切花，具有极高的观赏和经济价值。菊花为浅根系，忌涝渍，短时间的根系积水就会对菊花造成重大伤害，严重影响菊花规模化生产与园林应用。开展菊花耐涝分子机制研究，是进行菊花耐涝性遗传改良与育种的前提，对解决制约菊花产业健康发展的问题意义重大。

该研究发现，过表达CmRAP2.3的转基因菊花株系耐涝性显著提高。RNA-seq分析和qRT-PCR验证结果显示，CmRAP2.3主要影响了活性氧路径相关基因的表达，生理指标测定显示具有相同的结果（图1）。

该研究通过酵母单杂文库筛选获得了CmRAP2.3的上游调控转录因子CmERF5，并通过酵母单杂、双荧光素酶实验、原生质体检测、电泳迁移实验和染色质免疫沉淀实验，证明了CmERF5直接结合CmRAP2.3启动子区的GCC-box，并起转录激活作用。进一步研究发现，过表达CmERF5可以增强植物体内活性氧清除酶活性以及降低活性氧含量，从而提高菊花的耐涝性。该研究揭示了CmERF5-CmRAP2.3转录级联调控菊花耐涝性的新模式（图2），可为培育耐涝菊花新品种提供新的理论依据和基因资源。

南京农业大学园艺学院博士生李川微为论文第一作者，南京农业大学园艺学院陈发棣教授为通讯作者。南京农业大学园艺学院王利凯教授、蒋甲福教授和陈素梅教授等参与了此项研究。该研究得到了国家自然科学基金(31730081, 32102421)、江苏省自然科学基金(BK20210395)、江苏省种业振兴“揭榜挂帅”项目(JBGS[2021]020)、江苏现代农业产业技术体系建设项目和江苏高校优势学科建设工程项目的资助。

 

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13940