PJ | 华中农大闻玮玮团队揭示CsSPL6.1-CsSNACA2-CsNR/CsCLCa模块在调控茶树氮同化中的分子机制

学术   2024-12-16 10:25   湖北  


茶树是我国重要经济作物之一,主要以幼嫩芽叶为采收对象,对氮素营养的需求很大,提升其氮素利用效率一直是科研人员关注的焦点。近日,国际学术期刊《The Plant Journal》在线发表了华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室、园艺林学学院闻玮玮教授团队的研究成果,题为“A novel transcription factor CsSNACA2 plays a pivotal role within nitrogen assimilation in tea plants”。研究揭示了CsSPL6.1-CsSNACA2-CsNR/CsCLCa这一新型模块在茶树氮同化过程中的核心作用,为提升茶树氮素利用效率提供了宝贵的基因资源与理论支撑。



该科研团队通过收集茶树在不同硝酸盐处理条件下六个时间点的转录组数据,系统分析了嫩叶与根系中差异表达的基因,成功锁定了一系列与氮同化密切相关的关键基因,并深入解析了它们的动态表达模式。聚类分析发现一个与氮同化密切相关的基因簇,其中SNAC-A转录因子家族成员CsSNACA2被鉴定为该网络中的潜在核心调控因子。进一步的功能验证实验显示,CsSNACA2的过表达会导致模式植物拟南芥展现出氮缺乏的表型。此外,研究还阐明CsSNACA2能够负向调控茶树中的硝酸还原酶CsNR和硝酸盐转运蛋白CsCLCa的基因表达,从而影响氮素的吸收与利用。更为有趣的是,团队发现CsSPL6.1能够直接结合到CsSNACA2基因的启动子区域,调控其表达水平;同时,还鉴定出属于miR156家族的两个成员—Csi-miR156e和Csi-miR156k,它们能够特异性地降解CsSPL6.1的mRNA,进一步丰富了该调控网络。此项研究揭示了CsSPL6.1-CsSNACA2-CsNR/CsCLCa模块在茶树氮同化过程中的关键作用,也为未来通过遗传改良提高茶树氮素利用效率指明了方向。




华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室、园艺林学学院的闻玮玮教授为论文通讯作者,博士后江得源(现任职于武汉轻工大学)为第一作者,硕士研究生许利(已毕业)参与了该项研究。本研究得到了国家重点研发计划(项目号:2018YFD1000601)、国家自然科学基金(项目号:3211101118)以及中央高校基本科研业务费专项资金(项目号:2662023PY011)的支持。


 图. CsSPL6.1-CsSNACA2-CsNR/CsCLCa模块在茶树氮同化动态网络中的调控机制示意图。


论文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.17198


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