梭梭14-3-3基因HaFT-1、HaFT-3、HaFT-9在梭梭幼苗适应荒漠地表高温胁迫中的作用机制

Haloxylon ammodendron, which is the main pioneer plant and constructive species in desert areas, can grow in harsh natural environments. However, the ability of tolerance to environmental stresses such as high surface layer temperature (HSLT) stress is relatively poor in H. ammodendron seedlings, and its molecular mechanism has not been reported. 14-3-3 is a kind of molecular chaperon, which is involved in plant stress response. In previous research we cloned H. ammodendron 14-3-3 gene HaFT-1, HaFT-3 and HaFT-9 and found that expression of these three genes was related to adaption to HSLT stress in H. ammodendron seedlings. Based on these results, we will precede the research on HaFT-1, HaFT-3 and HaFT-9 in three aspects in this program: ① expression characteristics of HaFT-1, HaFT-3 and HaFT-9 in the course of HSLT stress and recovery treatments in H. ammodendron seedlings; ② screening and characterization of target proteins of HaFT-1, HaFT-3 and HaFT-9 in the course of HSLT stress and recovery treatments in H. ammodendron seedlings; ③ functional and regulatory mechanism of HaFT-1, HaFT-3 and HaFT-9 in heat stress response and recovery treatment. The results will expand and deepen our understanding on the mechanisms of adaption to HSLT stress in H. ammodendron seedlings.

梭梭是荒漠地区主要的先锋植物和建群树种，能够生长在恶劣自然环境下，然而其幼苗对地表高温等逆境胁迫的耐受力相对较差，其分子机制尚未见报道。14-3-3是一类分子伴侣蛋白，参与植物逆境胁迫响应。在本课题组前期克隆梭梭14-3-3基因HaFT-1、HaFT-3、HaFT-9，并发现这3个基因的表达可能与梭梭幼苗对地表高温胁迫的适应性有关的基础上，本项目拟进行以下三方面研究：①梭梭幼苗在受地表高温胁迫和常温复原过程中HaFT-1、HaFT-3、HaFT-9的表达特征，②梭梭幼苗在受地表高温胁迫和常温复原过程中HaFT-1、HaFT-3、HaFT-9的靶蛋白的筛选与鉴定，③HaFT-1、HaFT-3、HaFT-9在高温胁迫响应和常温复原过程中的功能和调控机制。本研究结果将扩展和加深对14-3-3基因在梭梭幼苗适应地表高温胁迫中的作用机制的理解。

梭梭是荒漠地区主要的先锋植物和建群树种，其成株能够适应恶劣自然环境，然而幼苗对地表高温等逆境胁迫的耐受力相对较差。本项目针对梭梭14-3-3基因HaFT-1、HaFT-3、HaFT-9在地表高温胁迫适应性中的功能和机制进行研究。主要研究内容包括：①梭梭幼苗在受地表高温胁迫和常温复原过程中HaFT-1、HaFT-3、HaFT-9的表达特征；②梭梭幼苗在受地表高温胁迫和常温复原过程中HaFT-1、HaFT-3、HaFT-9的靶蛋白的筛选与鉴定；③HaFT-1、HaFT-3、HaFT-9在高温胁迫响应和常温复原过程中的功能和调控机制。.获得以下主要研究结果：.①HaFT-1、HaFT-3、HaFT-9基因表达具有高温胁迫记忆特征，三者蛋白均定位于细胞质。.②HaFT-9蛋白单体之间可以互作，HaFT-1、HaFT-3、HaFT-9蛋白可能与热激因子互作。.③HaFT-1过表达促进了转基因拟南芥的高温锻炼，从而增强了其对二次高温胁迫的耐受性。同时，HaFT-1过表达提高了转基因拟南芥NaCl胁迫耐受性和对ABA的不敏感性。.④HaFT-3过表达未提高转基因拟南芥耐热性，然而提高了转基因拟南芥低温胁迫耐受性。.⑤HaFT-9过表达降低了转基因拟南芥种子的萌发率，但提高了其幼苗在二次高温胁迫后的存活率。HaFT-9过表达也提高了转基因拟南芥的NaCl胁迫耐受性。.本研究首次证明HaFT-1在高温胁迫适应性建立过程中有重要正调控作用，而且HaFT-1可能介导高温胁迫与盐胁迫的信号转导交叉途径；HaFT-3在高温胁迫响应中功能可能是冗余的，然而其在低温胁迫响应中起正调控作用；HaFT-9对种子萌发起负调控作用，在高温胁迫响应及胁迫交叉适应中可能起正调控作用。本研究从HaFT-1、HaFT-3、HaFT-9在高温胁迫适应性中功能的角度加深了对梭梭耐受地表高温胁迫机制的理解。