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阿拉伯糖代谢与植物耐盐、红色稻米、MYB转录因子、十字花科特有的分泌肽、山金柑模式材料 | Wiley植物学期刊一周论文精选

来源：花匠小妙招时间：2026-05-31 12:03

1. 植物抗胁迫

中科院上海逆境植物生物学中心朱健康团队揭示阿拉伯糖代谢对植物耐盐胁迫的重要作用

细胞壁完整性的维持能力对于植物适应逆境是非常重要的。L‐阿拉伯糖(Ara)是几种细胞壁多糖和许多细胞壁定位糖蛋白的组成成分，然而，目前关于Ara代谢对非生物胁迫耐受的作用，人们还知之甚少。

在本研究中，来自中科院上海逆境植物生物学中心的朱健康团队揭示了阿拉伯糖代谢在植物耐盐胁迫中的作用。他们发现，在拟南芥中，UDP‐Arap生物合成所必需的MUR4(也称为HSR8)基因的突变，导致根系在高浓度的氯化钠、氯化钾、硝酸钠或硝酸钾条件下的生长受到了抑制。在高盐浓度下的mur4/hsr8突变体表现出短根表型，该表型可通过外源添加的Ara或AGP恢复。MUR4基因的突变还导致了盐胁迫下细胞粘附异常。通过对MUR4的三个同源基因(MURL、DUR、MEE25)的高阶突变体分析发现，MUR4的同源基因也对UDP‐Ara的生物合成发挥作用，并对根的伸长至关重要。

综上所述，该工作揭示了Ara代谢在耐盐胁迫中的重要性，并对UDP‐Ara生物合成相关酶类提供了新的见解。

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.15867

2. 作物遗传育种

厦门大学团队使用CRISPR/Cas9基因编辑系统将大米白色籽粒转变为红色

红米中富含被认为有益健康的营养物质—原花青素和花青素。水稻籽粒中的红色是由Rc和Rd两个互补基因控制的。在野生种Oryza rufipogon中，RcRd基因型能产生红色果皮，而大多数栽培水稻品种产生白色籽粒的原因是在Rc基因的第7外显子上发生了缺失14bp的移码突变。

在本研究中，来自厦门大学厦门植物遗传重点实验室的科学家们开发了一种由CRISPR/Cas9介导的方法，通过将14bp的移码缺失转化为整码突变(即缺失是三个碱基的倍数)，在功能上恢复隐性等位基因Rc，并成功地将三个白色果皮水稻品种转化为红色品种。研究人员测定了Rc突变体水稻种子中原花青素和花青素的含量，并在突变体的红色籽粒中观察到原花青素和花青素的积累增加。另外野生型Rc突变体与整码Rc突变体在主要农艺性状上无显著差异，这表明Rc功能恢复对水稻重要农艺性状没有负面影响。由于大多数白果皮水稻品种是由Rc中14bp碱基缺失导致的，因此该方法可以应用于大多数白果皮水稻品种，并将大大加快具有优良农艺性状的红米水稻新品种的选育。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13125

3. 植物次生代谢及调控

比利时科学家鉴定了一种与抗病相关的挥发性物质的表达调控信号通路

植物通过激活特定的防御程序来应对食草动物或病原体的攻击，这些防御程序包括产生具有生物活性的特殊代谢物来消灭或阻止攻击者。而挥发性物质在植物与环境的相互作用中起着重要的作用。

来自比利时根特大学的研究人员鉴定了一种与抗病相关的挥发性物质的表达调控信号通路。通过对茉莉酸酯诱导的蒺藜苜蓿细胞进行转录谱分析，鉴定出了EMA1——这是一种MYB转录因子，它在蒺藜苜蓿根毛中的表达参与了挥发性物质邻氨基苯甲酸甲酯的释放，使其产生水果的芳香气味。对有芳香气味的根部进行的RNA‐Seq分析显示出了甲基转移酶的上调，该酶催化邻氨基苯甲酸的甲基化，因此被命名为蒺藜苜蓿邻氨基苯甲酸甲基转移酶(MtAAMT1) 。鉴于EMA1对MtAAMT1启动子的直接激活还尚未明确，研究人员进一步研究了RNA‐Seq数据，并鉴定出了抑制蛋白MtPLATZ1。EMA1通过结合MtPLATZ1启动子上ACCTAAC重复序列来激活基因表达。在转基因蒺藜苜蓿根毛中过表达MtPLATZ1导致了EMA1的转录沉默，说明MtPLATZ1可能是控制EMA1表达的负反馈回路的一部分。施用外源邻氨基苯甲酸甲酯显著提高了EMA1和MtAAMT1的表达，这显示出一个正向反馈回路。这种正负反馈回路或是调节植物代谢的一种常态。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14347

4. 植物生长发育及调控

山东农大科学家揭示一种十字花科特有的分泌肽在植物生长发育和病原菌防御中的作用

已有研究证明，低分子量分泌肽能影响植物生长、发育和防御反应等多个方面。近日，来自山东农业大学的研究人员进行了逐步BLAST，从拟南芥蛋白质数据库中识别未注释肽，并发现了一个新的分泌肽家族——分泌跨膜肽(STMPs)。这些低分子量肽由N端信号肽和跨膜结构域组成，主要定位于细胞外区室，也可在分泌途径的内膜系统（包括内质网和高尔基体）中检测到。研究人员通过综合生物信息学分析，鉴定出了10个十字花科特有的STMP家族成员。当十字花科植物暴露于化学合成的STMP1和STMP2后，其根系生长受到明显抑制。在拟南芥中过表达STMP1、2、4、6、10后其生长受到严重抑制，说明STMPs参与调控植物生长发育。此外，体外实验表明，STMP1、STMP2和STMP10对紫丁香假单胞杆菌番茄致病变种DC3000、青枯雷尔氏菌、枯草芽孢杆菌和根癌农杆菌均具有抗菌作用，这证明STMPs是一种抗菌肽。这些结果表明，STMP家族成员在十字花科植物的生长发育和病原菌防御反应中均发挥重要作用。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.12817

5. 基因组学与蛋白质组学

华中农大邓秀新/徐强团队研究证明山金柑为柑橘功能基因组学研究的新型模式材料

山金柑(Fortunella hindsii)是一种野生柑橘属植物，具有株高矮小、花期早的特点。华中农业大学邓秀新/徐强团队的新研究首次鉴定出单胚山金柑是柑橘功能基因组学和遗传学研究的理想模式材料。

长期以来，柑橘功能基因组学和遗传学研究一直以来被其长童期、种子多胚性、遗传背景高度杂合等生物学特点所限制，本研究鉴定了单胚山金柑，并构建了它的自交系。在培养条件下，新品系表现出极短的童期(~8个月)和稳定的单胚表型。研究人员对山金柑进行了全基因组从头测序和组装，获得了一个373Mb的山金柑参考基因组（Contig-N502.2 Mb, Scaffold-N50 5.2 Mb）。共注释了32,257个蛋白编码基因，其中96.9%在其他8种柑橘亚族植物中具有同源性。系统发生分析表明，山金柑与主要栽培柑橘具有相近的进化关系。此外，研究证明了CRISPR/Cas9系统在山金柑中产生目标突变的有效性。在CRISPR修饰的山金柑中对靶基因的修饰主要为1bp碱基插入或小片段缺失。这种基于山金柑的遗传转化系统可以将获得T1代突变体的过程缩短到15个月左右。

总的来说，山金柑由于其童期短、种子单胚性、与栽培柑橘亲缘关系密切以及CRISPR的适用性，有潜力成为柑橘功能基因组学研究的模式材料。该研究为柑橘的遗传改良和育种奠定了坚实的材料基础。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13132