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Hortic Res | 南京农业大学徐彬团队揭示一条控制叶片衰老与抗旱性的全新分子通路

  • 2026-10-11 06:28:47
Hortic Res | 南京农业大学徐彬团队揭示一条控制叶片衰老与抗旱性的全新分子通路
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多年生黑麦草(Lolium perenne L.)是全球广泛栽培应用的优质冷季型牧草,其生长迅速,分蘖多,品质好,但多年生黑麦草对干旱较为敏感,干旱易导致其叶片黄化、早衰,严重影响牧草品质。解析干旱诱导叶片衰老与抗旱性之间的分子机制,对改良多年生黑麦草及其它牧草的品质性状具有重要意义。

2026年第7期,Horticulture Research 上线了(Advance Access)南京农业大学草业学院徐彬教授团队题为 LpCbDR1 regulates leaf senescence and drought tolerance by activating the chlorophyll b reductase gene and stress-related genes in perennial ryegrass 的研究论文。该研究以多年生黑麦草为研究材料,聚焦叶绿素b降解关键基因 LpNOL,深入解析其上游调控因子,成功揭示了一条控制叶片衰老与抗旱性的全新分子通路。

研究发现,叶绿素b还原酶LpNOL是干旱诱导多年生黑麦草叶片黄化的必要因子。通过酵母单杂交文库筛选,鉴定到一个NAC转录因子并将其命名为叶绿素b降解调控因子1(LpCbDR1)。凝胶迁移实验(EMSA)、CUT&Tag-qPCR和转录激活实验验证了LpCbDR1可直接结合 LpNOL 启动子并直接激活 LpNOL 表达。

LpCbDR1 不仅在叶片衰老过程中表达上调,还可被渗透胁迫诱导。转基因黑麦草分析发现过表达 LpCbDR1 会加速叶片衰老但有更强的抗旱性,而敲低 LpCbDR1 则延缓衰老但对干旱更为敏感。

通过转录组测序与CUT&Tag联合分析,鉴定出 LpPLA7 和 LpERF1B 是LpCbDR1的下游靶基因,酵母单杂交、EMSA以及CUT&Tag-qPCR进一步证实LpCbDR1可直接结合这两个基因的启动子。LpPLA7 与 LpERF1B 均受干旱诱导,过表达这两个基因都能增强黑麦草原生质的渗透胁迫耐受性。
本研究发现了 LpCbDR1 在衰老和干旱胁迫调控中的作用,其处于两个重要生理过程的交汇点,为揭示植物如何应对环境胁迫提供了新的见解。该研究为多年生牧草和草坪草中叶绿素b分解代谢及干旱诱导叶片衰老的转录调控提供了理论依据,为培育抗逆、滞绿型牧草与草坪草新品种提供了分子基础。
南京农业大学草业学院徐彬教授,张敬副教授为本文共同通讯作者,南京农业大学草业学院博士毕业生郝欢欢为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金项目(32441041、32271755、32371778)的资助。

文章链接:

https://doi.org/10.1093/hr/uhag093

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About Horticulture Research

《园艺研究(英文)》(Horticulture Research)是由南京农业大学主办的学术期刊,主要刊载园艺作物的基础和理论研究,包括遗传学、育种、组学和演化、园艺作物的起源及驯化、生物技术、生物化学、生理学和细胞与分子生物学,环境互作生物学等。科睿唯安JCR2024影响因子:8.5,位于园艺一区(第1/45名),植物科学一区(第10/273名),遗传学一区(第11/191名)。2026年新锐分区:位于园艺小类一区,植物科学小类一区,遗传学小类一区,农林科学大类一区(Top期刊)。2019年入选中国科技期刊卓越行动计划一期领军期刊,2024年入选中国科技期刊卓越行动计划二期英文领军期刊、2025年入选江苏科技期刊卓越行动计划领军期刊。

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