大豆作为重要的粮食和经济作物,在保障粮食安全和农业可持续发展中发挥着关键作用。然而,土壤盐碱化问题日益严重,已成为制约大豆生产的主要环境胁迫因素之一。苹果酸脱氢酶(MDH)是一种在植物体内广泛表达的酶。虽然MDH在植物生长发育、响应逆境过程中起着关键作用。但是关于MDH基因在大豆耐盐碱胁迫下基因功能的相关研究报道有限。
近期,东北农业大学农学院大豆遗传改良团队陈庆山课题组完成的题为“Genome-wide characterization of soybean malate dehydrogenase genes reveals a positive role for GmMDH2 in the salt stress response”的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2025年7期正式发表。
该研究通过全基因组分析鉴定了大豆MDH基因家族成员,并发现在非生物胁迫(干旱、盐碱)和激素处理下,MDH家族成员的转录水平显著提升,并表现出明显的时空特异性。
在盐胁迫下,GmMDH2表达量明显提高,并发现GmMDH2具有NADP依赖性的MDH活性。过表达GmMDH2可以调节NADPH库的氧化还原状态和抗氧化活性,从而减少了转基因大豆中ROS的形成,显著提高了转基因大豆的耐盐性。基于单倍型分析表明,GmMDH2基因的变异与大豆的耐盐性密切相关。在GmMDH2基因启动子区域发现了一个可能与耐盐性相关的多态性位点。
该研究不仅鉴定了大豆MDH基因家族成员,同时也为大豆耐盐育种提供了一个潜在的候选基因。
本研究得到了黑龙江省自然科学基金(TD2022C003和YQ2022C010)、国家重点研发计划(2021YFD1201104-02-02和2021YFF1001202)以及国家自然科学基金(U20A2027、31971899、32272093和32272072)资助。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jia.2023.12.036
Cite the article: Runnan Zhou, Sihui Wang, Peiyan Liu, Yifan Cui, Zhenbang Hu, Chunyan Liu, Zhanguo Zhang, Mingliang Yang, Xin Li, Xiaoxia Wu, Qingshan Chen, Ying Zhao. 2025. Genome-wide characterization of soybean malate dehydrogenase genes reveals a positive role for GmMDH2 in the salt stress response. Journal of Integrative Agriculture, 24(7): 2492-2510.
Journal of Integrative Agriculture (JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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