近日,中国农业科学院棉花研究所叶武威研究员团队开展了碱胁迫下棉花的应激响应机制研究,发现抗坏血酸合成途径的L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶基因(GhGLDH35A)通过调控抗坏血酸的合成和维持细胞内的活性氧稳态来调控棉花对碱的抗性,为棉花耐碱胁迫分子机理研究提供了新依据。相关研究结果以“GhGLDH35A gene-mediated ROS homeostasis and stomatal movement via the ascorbic acid pathway confers alkaline stress tolerance”为题在线发表在国际知名期刊《高级研究期刊(Journal of Advanced Research)》(IF=13,综合性学科1区)上。
抗坏血酸是植物体内重要的水溶性抗氧化剂,能清除活性氧,并作为酶辅因子,通过维持氧化还原平衡、保护细胞膜完整性及激活抗氧化系统等,增强植物对干旱、盐碱等胁迫的耐受能力。
该研究挖掘到抗坏血酸合成的关键基因GhGLDH35A,发现该基因在盐碱胁迫下表达量显著增加,并通过调控抗坏血酸的合成,维持细胞内的活性氧稳态,从而减轻盐碱胁迫对棉花的损害。此外,该基因还能够调控气孔运动,减少水分散失,提高棉花的光合作用效率。研究结果为解析棉花耐碱机制提供了新视角,并为耐碱棉花的育种提供了重要的理论基础和基因资源。
该研究得到国家生物育种重大项目、山东省科技示范项目、中国农业科学院科技创新工程、国家现代农业产业技术体系和国家盐碱地综合利用技术创新中心核心攻关团队等项目资助。中棉所博士毕业生范亚朋、王帅助理研究员为论文共同第一作者,叶武威研究员为总通讯作者。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.jare.2025.06.018

GhGLDH35A基因调控棉花耐碱的作用机制