Раскрыт генетический секрет солеустойчивости морской лаванды

Новое исследование раскрыло генетические механизмы солеустойчивости морской лаванды (Limonium bicolor), изучив факторы транскрипции типа basic helix–loop–helix (bHLH). Идентифицировав 187 генов bHLH, учёные выявили их роль в развитии солевых желёз и реакции на стресс. Валидация с помощью CRISPR-Cas9 подтвердила критическую роль определённых генов bHLH в усилении солеустойчивости, открывая путь для будущего применения в улучшении сельскохозяйственных культур и управлении засолёнными почвами.

Факторы транскрипции bHLH важны для различных процессов у растений, включая рост, развитие и реакции на стресс. Морская лаванда, рекрето-галофит с уникальными солевыми железами, обладает высокой солеустойчивостью, что делает её идеальной моделью для изучения механизмов солеустойчивости.

Исследователи из Шаньдунского педагогического университета добились значительного прогресса в понимании этих механизмов, опубликовав результаты в журнале Horticulture Research 2 февраля 2024 года.

Ключевые результаты исследования:

• В геноме Limonium bicolor идентифицировано 187 генов факторов транскрипции bHLH.
• Биоинформатический анализ выявил консервативные домены bHLH и cis-регуляторные элементы, связанные с устойчивостью к стрессу и развитием эпидермальных структур.
• Основное внимание было уделено девяти ключевым генам bHLH.
• Эксперименты с использованием CRISPR-Cas9 (нокаут и сверхэкспрессия) подчеркнули критическую роль гена Lb1G07934 в формировании солевых желёз и устойчивости к соли:
  • Линии с нокаутом гена показали повышенную солеустойчивость и усиленный эффлюкс Na+.
  • Линии со сверхэкспрессией гена продемонстрировали сниженную солеустойчивость.

Как отметил доктор Баошань Ван, исследователь в области биологии стресса растений: «Эта работа открывает новые пути для разработки солеустойчивых культур, что крайне важно для глобальной продовольственной безопасности в условиях растущего засоления почв».

Исследование имеет серьёзные последствия: интеграция механизмов солеустойчивости морской лаванды в сельскохозяйственные культуры может повысить продуктивность на засолённых землях, способствуя продовольственной безопасности и устойчивому землепользованию.