2026年8月21日,南京农业大学园艺学院菊花遗传与种质创新团队在国际学术期刊Science Advances在线发表了题为“Abscisic acid-regulated stability of CmABF1 and CmBRM modulates salt tolerance in chrysanthemum via epigenetic regulation of CmHSFA4”的研究论文,揭示了植物激素ABA通过蛋白磷酸化修饰介导染色质状态,精准调控逆境响应基因CmHSFA4表达增强菊花耐盐性的新机制。 我会副理事长、南京农业大学陈素梅院长为该论文的通讯作者,钟山青年研究员王新慧博士为本文第一作者。
菊花是我国十大传统名花与世界四大切花之一,具有观赏、茶用、药用等价值,经济价值高。盐害严重影响菊花生长、产量和品质,造成严重经济损失,已成为制约菊花产业健康发展的瓶颈问题之一。揭示菊花盐胁迫响应机制为菊花耐盐育种及盐碱地利用具有十分重要的意义。
团队前期发现CmHSFA4-CmMYBS3-CmTPL蛋白复合体通过表观修饰抑制CmMYB121表达,正向调控菊花耐盐性(Plant Biotechnology Journal, 2017; Plant Physiology, 2024),但盐胁迫响应基因CmHSFA4的上游调控机制尚不清晰。
本研究发现,盐胁迫能够促进菊花体内ABA积累,ABA响应转录因子CmABF1结合耐盐基因CmHSFA4启动子,诱导其表达。盐胁迫下积累ABA的激活关键蛋白激酶CmSnRK2.2。激活的CmSnRK2.2一方面通过磷酸化CmABF1增强其稳定性,促进耐盐基因CmHSFA4表达;另一方面,激活的CmSnRK2.2通过磷酸化促进CmBRM降解,解除表观修饰因子CmBRM对CmHSFA4的抑制作用,提高CmHSFA4启动子区染色质可及性,促进激活型组蛋白修饰H3K4me3富集,诱导CmHSFA4表达上调,从而提升菊花对盐胁迫的耐受性。
该研究揭示了一种新的ABA介导盐胁迫响应机制。植物并不是简单通过激活转录因子响应胁迫,而是借助ABA信号路径蛋白激酶调节蛋白稳定性和染色质状态,实现对耐盐基因表达的精准调控。本研究提供了盐胁迫下ABA信号与表观修饰联系的直接证据,阐述了植物将盐胁迫信号转化为基因表达响应的新作用方式,为园艺植物耐盐改良提供了新的理论依据和潜在基因靶点。
文章链接:https://doi/10.1126/sciadv.aed2521