土壤盐碱化已成为限制作物生长、影响作物产量的主要因素之一。我国盐碱地面积约 9,913 万公顷,位于世界第三,占国土面积的10.3%,其中约有3.3千万公顷具有开发利用潜力,是我国耕地重要的后备资源。唤醒这片“沉睡”土地,是当下亟需解决的“卡脖子”问题之一。豌豆具有较强的耐盐性,作为食品、蔬菜、饲料、绿肥等多功能作物,其在现代生物遗传学中占有重要地位。但由于豌豆基因组的复杂性,极大限制了对豌豆耐盐分子机制的研究。
2024年11月,Horticulture Research在线发表了江汉大学植物营养与逆境生物学研究团队题为Genome-Wide Mapping of Main Histone Modifications and Coordination Regulation of Metabolic Genes under Salt Stress in Pea (Pisum sativum L) 的研究论文。
本研究用染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)系统地分析了豌豆(中豌11号)幼苗中四种经典组蛋白修饰(H3K4me3、H3K27me3、H3K9ac和H3K9me2),并全面解析了豌豆基因组中这些修饰的分布、组织和基因表达关系。基于这些主要的修饰,建立了全基因组调控元件、染色质状态和动力学的全景图谱,阐明了它们的相互作用,此外,本研究还在豌豆中发现了一种新的与豌豆的发育和应激反应有关的二价染色质状态(H3K9ac-H3K27me3)。
此外,本研究还重点研究了H3K4me3、H3K27me3、H3K9ac三种修饰在豌豆盐胁迫下的转录调控作用。结合转录组学和代谢组学,进一步探索了这些组蛋白修饰对代谢积累的影响,特别是与盐胁迫后苯丙类生物合成代谢有关。研究结果表明,这三种组蛋白修饰能够协同调控代谢基因来响应盐胁迫。
江汉大学植物营养与逆境生物学研究团队长期从事油菜、水稻、小麦、拟南芥等植物的营养高效和非生物胁迫(盐碱、高温、干旱、重金属等)抗性机理研究。近年来,团队承担和参与了国家重大科技专项、国家重点研发项目、国家自然科学基金、湖北省自然科学基金等课题20余项,先后在Molecular Plant、Nucleic Acids Res、Plant Cell、Plant Communications、Plant Physiol、 Journal of Experimental Botany 等学术期刊上发表学术论文30余篇,申请专利4项,参与制定标准2项。
https://doi.org/10.1093/hr/uhae259
https://doi.org/10.1093/hr/uhae286
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